ГЛАВА 19. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ

19.1. Поверхности раздела фаз

Поверхностными явлениями называют процессы, происходящие на границе раздела фаз и обусловленные особенностями состава и строения поверхностного слоя. Поверхностный слой, возникающий на границе различных фаз, представляет собой промежуточную фазу толщиной в несколько молекулярных диаметров. В этом слое свойства сильно различаются от точки к точке (рис. 19.1). В том случае, если поверхностный слой имеет толщину, примерно равную диаметру молекулы, его называют мономолекулярным.

Все поверхности раздела в зависимости от агрегатного состояния граничных фаз делят на два класса:

1) подвижные поверхности раздела между жидкостью и газом (ж-г) и двумя несмешивающимися жидкостями (ж-ж);

2) неподвижные поверхности раздела между твердым телом и газом (т-г), твердым телом и жидкостью (т-ж), твердым телом и твердым телом (т-т).

Площадь поверхности раздела системы с данной массой возрастает с уменьшением размеров ее частей. Например, площадь поверхности

Рис. 19.1. Изменение свойств по мере удаления от поверхности раздела фаз. Ω - переходная область (поверхностный слой)

• Рис. 19.2. Изменение суммарной поверхности единицы объема при измельчении: число маленьких кубов 1000; поверхность большого куба 61²; поверхность малого куба 6? 10^-2l³; суммарная поверхность малых кубов 1000 6•10^-2l² = 60l²

твердого тела, имеющего форму куба объемом 1 см³, равна 6 см². При измельчении суммарный объем и масса всех кубиков остаются теми же самыми (рис. 19.2), тогда как суммарная площадь поверхности возрастает (табл. 19.1). Влияние поверхности раздела фаз на свойства системы возрастает с увеличением удельной поверхности.

Величина, измеряемая суммарной площадью граничной поверхности фазы (S_сумм), отнесенной к ее объему(М), называется удельной поверхностью (5_уд) фазы.