Overfladefænomener

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. marts 2022; checks kræver 3 redigeringer .

Overfladefænomener  - et sæt af fænomener på grund af de specielle egenskaber ved tynde stoflag ved fasernes grænseflade . Overfladefænomener omfatter processer, der forekommer ved fasegrænsen , i grænsefladeoverfladelaget og er et resultat af interaktionen mellem konjugerede faser.

Overfladefænomener skyldes det faktum, at i overfladelagene ved interfasegrænserne på grund af den forskellige sammensætning og struktur af kontaktfaserne og følgelig på grund af forskellen i bindingerne af overfladeatomer og molekyler fra siden af ​​forskellige faser , er der et umættet felt af interatomiske, intermolekylære kræfter. Som følge heraf danner atomer og molekyler i overfladelagene en særlig struktur, og stoffet indtager en særlig tilstand, der adskiller sig fra sin tilstand i fasernes volumen ved forskellige egenskaber [1] . Overfladefænomener studeres ved kolloidkemi .

Klassifikation af overfladefænomener

Overfladefænomener klassificeres normalt i overensstemmelse med den kombinerede ligning af termodynamikkens første og anden lov, som omfatter hovedtyperne af energi . For ethvert heterogent system kan det skrives i følgende form:



Denne ligning viser stigningen af ​​Gibbs-energien gennem den algebraiske sum af stigningerne af andre energityper. Det er indlysende, at overfladeenergi er i stand til at omdanne til følgende energityper:

Omdannelsen af ​​overfladeenergi til en af ​​de anførte energityper svarer til visse overfladefænomener, såsom en ændring i reaktivitet med en ændring i dispersion , adhæsion og befugtning , kapillaritet , adsorption , elektriske fænomener.

Betydning af overfladefænomener

Overfladefænomener er udbredte inden for kemiteknik . Næsten enhver kemisk produktion udføres ved hjælp af spredte systemer og overfladefænomener. Som regel udføres alle heterogene processer i kemisk teknologi ved den maksimale fasekontaktflade. For at gøre dette overføres stofsystemer til tilstanden af ​​suspensioner, pulvere, emulsioner, tåger, støv. Processerne med formaling af råmaterialer og mellemprodukter, berigelse fortsætter i spredte systemer, en væsentlig rolle i dem spilles af sådanne fænomener som befugtning, kapillaritet, adsorption , sedimentation , koagulering . Porøse adsorbenter og katalysatorer, som er et dispergeret system med et fast dispersionsmedium, er meget udbredt i kemisk teknologi.

Mønstrene af overfladefænomener, især strukturdannelse, tjener som et teoretisk grundlag for at opnå materialer med ønskede egenskaber: keramik, cement, glaskeramik, sorbenter, katalysatorer, polymerer, pulvere, medicin osv.

Fænomener på vandoverflader

Der er en tydelig kontrast mellem enkeltheden af ​​olie-vand- grænsefladen under visuel inspektion og dens kompleksitet i mikroskopisk skala , som manifesterer sig i grænsefladens molekylære struktur og i dynamikken i dens hydrogenbindinger [2] . En enorm mængde arbejde, startende med Poisson og Maxwell , blev viet til undersøgelsen af ​​vandets struktur og dets reaktivitet ved grænsefladen, men på grund af polyvandskandalen oplevede emnet vandstruktur et fald i videnskabelig aktivitet [3 ] .

Overfladefænomener ved olie-vand-grænsefladen ligger til grund for en række vigtige kemiske , fysiske og biologiske processer, herunder micelle- og membrandannelse , proteinfoldning , kemisk adskillelse , oliegenvinding , nanopartikeldannelse og -grænseflade-polymerisering . [fire]

Strukturen af ​​vand i kontakt med de "udvidede" hydrofobe overflader, der forekommer ved grænsefladen , for eksempel i en hexanemulsion , er meget forskellig fra strukturen af ​​hydratiseringsskallen ​​simple opløste stoffer , methan . I en homogen opløsning af metan er vandskalsmolekylerne orienteret tangentielt til metanmolekylets sfære; mens i en hexanemulsion, mister omkring 25% af overfladevandsmolekylerne en hydrogenbinding , og de resulterende frie OH -grupper trænger ind i hexanmicellen . Ifølge kemikerne Y. Chon og R. A. Markus ' hypotese er tilstedeværelsen af ​​frie OH -grupper årsagen til, at nogle organiske reaktioner på vandoverflader af gange. [5]

Vandoverfladen i kolloider kan have en klyngestruktur bestående af flere vandlag . [6]

Se også

Noter

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

Litteratur