Felszíni jelenségek

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. március 2-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

Felszíni jelenségek - a fázisok  határfelületén lévő vékony anyagrétegek speciális tulajdonságaiból adódó jelenségek összessége . A felszíni jelenségek közé tartoznak a fázishatáron , a határfelületi felületi rétegben végbemenő folyamatok , amelyek a konjugált fázisok kölcsönhatásából erednek.

A felszíni jelenségek hátterében az áll, hogy a felületi rétegekben a fázishatárokon, az érintkező fázisok eltérő összetétele és szerkezete, ennek megfelelően a felületi atomok és molekulák kötéseinek különbsége a különböző fázisok oldaláról. , van egy interatomikus, intermolekuláris erők telítetlen mezője. Ennek eredményeként a felszíni rétegekben az atomok és molekulák sajátos szerkezetet alkotnak, és az anyag olyan speciális állapotot vesz fel, amely különböző tulajdonságokkal különbözik a fázisok térfogatában lévő állapotától [1] . A felszíni jelenségeket kolloidkémia tanulmányozza .

A felszíni jelenségek osztályozása

A felületi jelenségeket általában a termodinamika első és második törvényének kombinált egyenlete szerint osztályozzák , amely magában foglalja az energia fő típusait . Bármely heterogén rendszerre a következő formában írható:



Ez az egyenlet a Gibbs-energia növekedését mutatja más típusú energia növekedésének algebrai összegén keresztül. Nyilvánvaló, hogy a felületi energia a következő típusú energiákká képes átalakulni:

A felületi energia átalakulása a felsorolt ​​energiatípusok egyikévé bizonyos felületi jelenségeknek felel meg, mint például a reaktivitás megváltozása a diszperzió , adhézió és nedvesítés , kapilláris , adszorpció , elektromos jelenségek változásával.

A felszíni jelenségek jelentősége

A felületi jelenségek elterjedtek a vegyiparban . Szinte minden kémiai termelést diszpergált rendszerek és felületi jelenségek segítségével hajtanak végre . Általános szabály, hogy a kémiai technológia minden heterogén folyamatát a maximális fázisérintkezési felületen hajtják végre. Ehhez az anyagrendszereket szuszpenziók, porok, emulziók, ködök, porok állapotába helyezik át. Az alapanyagok és köztes termékek őrlésének, dúsításának folyamatai diszpergált rendszerekben zajlanak, ezekben jelentős szerepet játszanak olyan jelenségek, mint a nedvesedés, kapillárisság, adszorpció , ülepedés , koaguláció . A porózus adszorbenseket és katalizátorokat, amelyek szilárd diszperziós közeggel diszpergált rendszer, széles körben alkalmazzák a kémiai technológiában.

A felületi jelenségek mintázata, különös tekintettel a szerkezetképződésre, elméleti alapként szolgál a kívánt tulajdonságokkal rendelkező anyagok előállításához: kerámiák, cementek, üvegkerámiák, szorbensek, katalizátorok, polimerek, porok, gyógyszerek stb.

Jelenségek vízfelületeken

A szemrevételezés során az olaj-víz határfelület egyszerűsége és a mikroszkópos méretű között határozott ellentét mutatkozik , ami a határfelület molekuláris szerkezetében és hidrogénkötéseinek dinamikájában nyilvánul meg [2] . Poissontól és Maxwelltől kezdve hatalmas munka övezte a víz szerkezetének és határfelületi reakcióképességének vizsgálatát , azonban a polivíz -botrány miatt a vízszerkezet témaköre a tudományos tevékenység visszaesését tapasztalta [3 ] .

Az olaj-víz határfelületen fellépő felszíni jelenségek számos fontos kémiai , fizikai és biológiai folyamat hátterében állnak, beleértve a micella- és membránképződést , a feltekeredését , a kémiai elválasztást , az olaj visszanyerését , a nanorészecskék képződését és a polimerizációt . [négy]

A határfelületen előforduló "kiterjesztett" hidrofób felületekkel érintkező víz szerkezete, például egy hexán emulzióban , nagyon eltér az oldott anyagok a metán hidratációs héjának szerkezetétől . A metán homogén oldatában a vízhéjmolekulák tangenciálisan orientálódnak a metánmolekula gömbjéhez; míg egy hexán emulzióban a felszíni vízmolekulák mintegy 25%-a elveszít egy hidrogénkötést , és a keletkező szabad OH csoportok behatolnak a hexán micellába . Y. Chon és R. A. Markus kémikusok hipotézise szerint a szabad OH -csoportok jelenléte az oka annak, hogy egyes szerves reakciók a vízfelületeken több fel . [5]

A kolloidok vízfelülete több vízrétegből álló klaszterszerkezetű lehet . [6]

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Biletskyi, V., Shendrik, T., Sergeev, P. Derivatography as the method of water structure studying on solid mineral surface.//London-2012. Geomechanical Processes during Underground Mining - Proceedings of the School of Underground Mining, pp. 181. . Letöltve: 2015. december 1. Az eredetiből archiválva : 2015. december 8..
  2. ↑ McFearin, Beaman, Moore et al., 2009 .
  3. ↑ Vogler, 1998 .
  4. ↑ Moore, Richmond, 2008 .
  5. ↑ Jung, Marcus, 2007 .
  6. ↑ Chaplin, 2006 .

Irodalom