1 / 25

ФІЗИЧНА ХІМІЯ МІЖФАЗНИХ ЯВИЩ Поверхневі явища у конденсованих фазах

ФІЗИЧНА ХІМІЯ МІЖФАЗНИХ ЯВИЩ Поверхневі явища у конденсованих фазах. Збільшення площі поверхні кулі при збільшенні радіусу r до ( r + dr ). Збільшення об ’ єму кулі при збільшенні радіусу r до ( r + dr ). Загальна зміна поверхневої енергії. Робота стиснення (розширення) системи.

jerome
Download Presentation

ФІЗИЧНА ХІМІЯ МІЖФАЗНИХ ЯВИЩ Поверхневі явища у конденсованих фазах

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ФІЗИЧНА ХІМІЯ МІЖФАЗНИХ ЯВИЩПоверхневі явища у конденсованих фазах

  2. Збільшення площі поверхні кулі при збільшенні радіусу rдо (r + dr) Збільшення об’єму кулі при збільшенні радіусу rдо (r + dr) Загальна зміна поверхневої енергії Робота стиснення (розширення) системи

  3. Загальна зміна поверхневої енергії Робота стиснення (розширення) системи Рівняння Юнга-Лапласа:

  4. Рівняння Юнга-Лапласа: Для несферичних тіл: Для циліндру радіуса r:r1 = r, r2 = ∞:

  5. Метод сталагмометрії При відриві краплини:

  6. Капілярне підняття рідини Капілярне підняття (а) та опущення (б) (R – радіус капіляра, r – радіус кривизни,  - кут змочування) При повному змочуванні  = 0 та cos  = 1 Для ртуті  = 465·10-3 Дж/м2 при 450 атм: входження у пори ~ 15 нм

  7. Збільшення тиску насиченої пари над рідиною Додатковий тиск на поверхню рідини веде до збільшення тиску насиченої пари над рідиною: Vm - мольний об'єм конденсованої фази У випадку випуклого меніску за рахунок кривизни поверхні виникає так званий “тиск Лапласа” згідно до рівняння Юнга-Лапласа: Рівняння Томсона (Кельвіна): pn – тиск насиченої пари над випуклою поверхнею Для плоскої поверхні r1= r2= ∞ і P = 0

  8. Рівняння Томсона (Кельвіна): При r= 10-6 м pn/p0 = 1,001 При r= 10-7м pn/p0 = 1,011 При r= 10-8м pn/p0 = 1,114 Підвищення тиску насиченої пари над малими краплинами призводить до агрегації рідини у великі краплі (атмосферні осади, перегонка) Для ввігнутих менісків рідин:

  9. Рівновага між поверхневим шаром та об'ємом для багатокомпонентної гомогенної конденсованої системи xi – мольна частка компонента в об'ємі; yi – мольна частка компонента в поверхневому шарі Хімічний потенціал у поверхневому шарі відрізняється від хімічного потенціалу в об'ємі на величину роботи утворення поверхні:

  10. Рівновага між поверхневим шаром та об'ємом для багатокомпонентної гомогенної конденсованої системи xi – мольна частка компонента в об'ємі; yi – мольна частка компонента в поверхневому шарі Міняємо знаки Вираз для поверхневої енергії гомогенної конденсованої фази

  11. Рівновага між поверхневим шаром та об'ємом для багатокомпонентної гомогенної конденсованої системи Двокомпонентна система з частинками, що не дуже відрізняються за розмірами (1 = 2 =  та A1 = A2 = A)

  12. Рівновага між поверхневим шаром та об'ємом для багатокомпонентної гомогенної конденсованої системи

  13. Рівновага між поверхневим шаром та об'ємом для багатокомпонентної гомогенної конденсованої системи

  14. Рівняння Жуховицького-Гугенгейма: y2 = x2  = 1 = 2 При 1 = 2K = 1 Залежність питомої поверхневої енергії від складу розчину (розплаву) Залежність складу поверхневогошару (у2) від складу об'єму (х2): 1 — ПАР; 2 — ПІР

  15. Рівняння Жуховицького-Гугенгейма: При 1> 2K > 1 (крива 1) При K >> 1 y2>x2при будь-яких співвідношеннях При 1< 2K < 1 (крива 2) При K << 1 y2<x2при будь-яких співвідношеннях Залежність питомої поверхневої енергії від складу розчину (розплаву) Залежність складу поверхневогошару (у2) від складу об'єму (х2): 1 — ПАР; 2 — ПІР

  16. Рівняння Жуховицького-Гугенгейма: При K << 1 При малих x2 Критерій Жуховицькогодля ПАР

  17. Рівняння для ПАР у розведених розчинах Рівняння Ленгмюра для адсорбції: Рівняння Шишковського для поверхневого натягу:

  18. Поверхнева енергія твердих тіл Для монокристалів  є анізотропною величиною Для кубічної гранецентрованої гратки: Для кубічної об’ємноцентрованої гратки:

  19. Грані кристалів: індекси Міллера

  20. Грані кристалів: індекси Міллера

  21. Принцип мінімуму вільної енергії Гіббса-Кюрі для монокристалів при i - поверхнева енергія i-ї грані, Si – її площина

  22. Теорема Вульфа hi - висота перпендикуляру, що опущений з центру кристалізації на i-ту грань монокристала Грані з малими значеннями i розташовані у безпосередній близькості до центрів кристалізації і отримують максимальний розвиток.

  23. Побудови рівноважних форм методом Вульфа 10= 250·10-3 Дж/м2 11= 225·10-3 Дж/м2 0 Повна поверхнева енергія кристалі площиною 1 м2 Грань (10): 4·1·250·10-3 = 1 Дж Грань (11): 4·1·225·10-3 = 0,9 Дж Рівноважна форма: 4·0,32·250·10-3 + 4·0,59·225·10-3= 0,851 Дж Конформації гіпотетичного двовимірного кристала

  24. Щільність упаковки атомів на поверхні (S) S/ max S/ max Структура Площина Структура Площина {110} {100} {111} {211} {210} {221} 1,000 0,707 0,409 0,578 0,316 0,236 {111} {100} {110} {210} {211} {221} 1,000 0,866 0,612 0,387 0,354 0,289 кубічна гране-центрована (к.г.ц.) кубічна об’ємно-центрована (к.о.ц.) Принцип Браве: рівноважними і максимально розвинутими повинні бути грані з максимальною ретикулярною щільністю

More Related