Fenomene de suprafață - set de fenomene datorită proprietăților speciale ale straturilor subțiri de material pe limita dintre faze. Prin suprafață de fenomene sunt procese care au loc la interfața. în stratul interfacială și care rezultă fazele de interacțiune conjugat.
Fenomene de suprafață sunt cauzate de faptul că straturile de suprafață la interfețele datorită structurii diferite și structura fazelor în contact, respectiv, și din cauza diferențelor dintre legăturile atomilor de suprafață și moleculele din faze diferite există interatomică câmp nesaturat, forțe intermoleculare. Prin urmare, atomii și moleculele din straturile de suprafață formează o structură specială, iar materialul adoptă o condiție specială diferită de starea sa în proprietățile vrac ale diferitelor faze ale [1]. Fenomene de suprafata a studiat chimia coloidală.
Clasificarea fenomenelor de suprafață
Fenomene de suprafață pentru a clasifica în conformitate cu o ecuație combinată prima și a doua legile termodinamicii, care include principalele tipuri de energie. Pentru orice sistem eterogen se poate scrie după cum urmează:
Această ecuație se prezintă creșterea energiei Gibbs prin suma algebrică a incrementelor de alte forme de energie. Evident, energia de suprafață pot fi transferate la următoarele tipuri de energie:
- energie Gibbs
- căldură
- energie chimică
- energie mecanică
- energie electrică
Conversia energiei de suprafață a unuia dintre aceste tipuri de energie corespunde unui fenomen de suprafață specifice, cum ar fi schimbarea de reactivitate cu schimbare de dispersie. umectare și aderență. capilaritate. adsorbție. fenomene electrice.
Valoarea fenomenelor de suprafață
Fenomene de suprafață sunt comune în tehnologia chimică. Practic, orice producție chimică se efectuează cu utilizarea sistemelor disperse și a fenomenelor de suprafață. De obicei, toate procesele eterogene în tehnologia chimică se realizează la suprafața de contact maximă de fază. Pentru acest sistem material este transformat în starea de suspensii, pulberi, emulsii, cețuri, prafuri. Procesele de măcinare a materiilor prime și a produselor intermediare, de îmbogățire au loc în sistemele disperse, un rol semnificativ în ele este jucat de fenomene precum umezire, capilaritate, adsorbție. sedimentare. coagulare. Răspândită adsorbanți Tehnologie Chimică poroase și catalizatori, care sunt dispersia solidă cu mediul de dispersie.
Regularități ale fenomenelor de suprafață, în special, a structurii, oferă baza teoretică pentru producerea materialelor cu proprietăți specificate: cimenturi ceramice, sticlă ceramică, adsorbanți, catalizatori, polimeri, pulberi, medicamente, etc ...
Fenomene pe suprafețe de apă
Există un contrast distinct între interfețele de simplitate „ulei-apă“, prin inspecție vizuală și prin complexitatea sa, la scara microscopica ru en. care se manifestă în structura moleculară a limitei și dinamica bonding sale hidrogenului [2]. O cantitate mare de muncă, începând cu Poisson și Maxwell. a fost dedicată studierii structurii apei și a reactivității la interfața, dar din cauza scandalului cu structura de apă Polivoda subiect a cunoscut un declin al activității științifice [3].
Structura apei în contact cu suprafețele de „avansate“ hidrofobe care au loc la interfața. de exemplu, într-o emulsie de hexan. foarte diferită de structura de hidratare cochilie ru en soluți simple, cum ar fi metan. Soluția apoasă omogenă de molecule de metan coajă sunt orientate tangențial la sfera moleculei de metan; în timp ce în emulsie hexan aproximativ 25% din suprafața moleculelor de apă își pierd o legătură de hidrogen. și în care rezultă grupările OH libere penetrează hexan micelelor. Conform chimiștii ipoteza Chona Yu și R. A. Marcus. prezența grupărilor OH libere este motivul pentru care unele reacții organice pe suprafețe de apă ru en accelerat de sute de ori. [5]