Презентация Поверхностное натяжение. Поверхности раздела фаз онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Поверхностное натяжение. Поверхности раздела фаз абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 40 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:40 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:444.50 kB
- Просмотров:76
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ХИМИИ
Лекция 1. Поверхностное натяжение
1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики.
2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ.
3. Поверхностная активность. Правило Дюкло- Траубе.
4. Смачивание: иммерсионное, контактное. Количественные характеристики смачивания.
№2 слайд
Содержание слайда: Поверхности раздела фаз – слой, толщиной от одного до нескольких молекулярных диаметров, возникающий на границе раздела фаз.
Существует 5 типов: Т-Г, Т-Ж, Т-Т, Ж-Г, Ж-Ж.
1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
№3 слайд
Содержание слайда:
№4 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Удельная поверхность фазы Sуд – это величина, равная отношению площади поверхности к её объему или массе:
Sуд = S / V или Sуд = S / m
[м2/м3 = 1/м или м2/кг]
Она зависит от кривизны поверхности и дисперсности фаз.
№5 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
2. Свободная поверхностная энергия. Состояние, в котором находится вещество в поверхностном слое, существенно отличается от его состояния в глубине фазы.
Каждая молекула на поверхности раздела фаз обладает большей энергий по сравнению с «глубинными» молекулами.
№6 слайд
Содержание слайда: Строение поверхностного слоя на границе жидкость-газ
№7 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Работа против внутреннего давления, которую необходимо совершить, чтобы увеличить площадь раздела фаз, называется свободной поверхностной энергией. При Т, р = соnst она совпадает с термодинамической функцией – энергией Гиббса. В этом случае её обозначают Gs.
№8 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
№9 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Поверхностное натяжение σ: силовое толкование.
В данном случае исходят из модели Дюпре, которая представляет собой проволочную рамку с мыльной пленкой.
№10 слайд
Содержание слайда: Модель Дюпре
№11 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Нижняя сторона рамки подвижная, и если ничем не нагружена, поднимется вверх из-за стремления пленки сократиться, т.к. на рамку действует сила поверхностного натяжения Fп. Эту силу можно уравновесить грузиком весом Р= Fп.
σ = Fп/2l [σ] = Н/м = Дж/м2
№12 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
На практике поверхностное натяжение определяют не рамкой Дюпре, а на основе различных методов, один из которых сталагмометрический (метод подсчета капель, от греч. stalagma – капля).
№13 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Поверхностные явления - процессы, происходящие на границе раздела фаз, обусловленные особенностями состава и строения поверхностного слоя.
Физические, связанные с изменением формы поверхностей раздела фаз dσ = 0, следовательно dGs = dS. К ним относят капиллярные явления, смачивание, прилипание и т.д.
Химические, связанные с изменением химического состава поверхностного слоя dS = 0, следовательно dGs = dσ. К ним относят сорбционные явления.
№14 слайд
Содержание слайда: 1. Поверхность раздела фаз и ее количественные характеристики
Значение поверхностных явлений для фармации
Многие процессы фарм. технологии - испарение, сублимация и конденсация, адсорбция, гетерогенный катализ, химические реакции на границе раздела фаз протекают на границе раздела фаз.
Большинство лекарственных форм являются дисперсными системами с большой поверхностью: порошки, таблетки, эмульсии, суспензии, мази и т. д. Вопросы рациональной технологии, стабилизации, хранения, повышения эффективности терапевтического действия лекарств неразрывно связаны исследованиями поверхностных явлений.
№15 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
Поверхностное натяжение (и поверхностная энергия) зависит от:
температуры
природы граничащих сред
концентрации растворенных веществ
№16 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
1. Влияние температуры на поверхностное натяжение. С повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается, т.к. среднее расстояние между молекулами увеличивается и потому ослабляются силы, действующие между молекулами. Температура, при которой поверхностное натяжение обращается в ноль, называется критической. При этом исчезает различие между двумя агрегатными состояниями вещества. При температурах, далеких от критической, как показали эксперименты, зависимость близка к линейной.
№17 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
Для количественных расчетов используют величину β = dσ/dT – температурный коэффициент поверхностного натяжения. Она не является постоянной величиной, имеет отрицательное значение.
№18 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
Для упрощенных вычислений обычно используют среднее значение β на достаточно широком интервале. Вдали от критической температуры для многих однокомпонентных неассоциированных жидкостей зависимость имеет вид:
σ = σ0 + β(Т – Т0), где σ и σ0 – поверхностное натяжение при температуре Т и Т0 соответственно.
№19 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
2. Влияние на поверхностное натяжение природы фазообразующих веществ.
Термином «полярность» П обозначают интенсивность молекулярных сил сцепления вещества, которая в основном определяется моментом диполя, поляризуемостью и диэлектрической проницаемостью вещества.
Зависимость поверхностного натяжения от полярности жидкой фазы в системе жидкость – газ определяется природой жидкости.
№20 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
№21 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
П. А. Ребиндером было показано, что поверхностное натяжение в системах жидкость - газ и жидкость - жидкость определяется главным образом разностью полярностей фаз. Этот вывод обычно формулируют в виде известного правила Ребиндера:
Чем больше разность полярностей ΔП фаз, тем больше поверхностное натяжение на их границе раздела.
№22 слайд
Содержание слайда: Зависимость поверхностного натяжения от разности полярностей фаз в системе жидкость-жидкость
№23 слайд
Содержание слайда: 2. Зависимость поверхностного натяжения от температуры, природы граничащих сред, концентрации растворенных веществ
3. Влияние концентрации на поверхностное натяжение (многокомпонентные системы).
Поверхностное натяжение растворов, как правило, отличается от σ чистого растворителя.
Зависимость поверхностного натяжения раствора от концентрации растворенного вещества при условии Т=const называют изотермой поверхностного натяжения.
№24 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
Способность растворенных веществ изменять поверхностное натяжение растворителя называется поверхностной активностью.
Мерой поверхностной активности является g = dσ/dc. Знак производной dσ/dc указывает на характер зависимости σ от с.
№25 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе
Для водных растворов различают три основных типа изотермы поверхностного натяжения, которые соответствуют трем типам веществ, по разному влияющим на поверхностное натяжение:
ПАВ – поверхностно активные вещества – снижают σ. Для них характерно отрицательное значение dσ/dc<0. К ним относят амфифильные органические молекулы.
№26 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
ПНВ, поверхностно неактивные вещества – не влияют на σ. dσ/dc=0. К ним относят органические вещества с большим содержанием полярных групп, например сахароза.
ПИВ, поверхностно инактивные вещества – повышают σ. dσ/dc>0. К ним относят сильные электролиты.
№27 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
№28 слайд
Содержание слайда: Модель молекулы поверхностно-активного вещества: а) строение гептановой молекулы; б) строение гептанового спирта; в) общая модель молекулы ПАВ
№29 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
К ПАВ относят органические соединения с несимметричным строением молекул, состоящих из полярных (-СООН, -ОН, -NH2 , -NO2 , –CHO, -SO3H) и неполярных групп (углеводородного радикала). Неполярная группа является гидрофобной частью молекулы, полярная – гидрофильной.
№30 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
Механизм воздействия ПАВ на поверхностное натяжение воды.
Полярные группы («головы») молекул располагаются в водной(полярной) фазе, а гидрофобные радикалы («хвосты») вытесняются из водной среды и переходят в менее полярную фазу, например в воздух. Из-за увеличения взаимодействия ПАВ с соседней фазой снижается результирующая сила, направленная внутрь фазы.
№31 слайд
Содержание слайда: Механизм воздействия ПАВ на поверхностное натяжение
№32 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
Механизм воздействия ПИВ на поверхностное натяжение воды.
Введение в водный раствор ионов лишь усиливает полярность среды, т.е. увеличивает разность полярностей граничащих фаз и, как следствие, увеличивает поверхностное натяжение.
№33 слайд
Содержание слайда: 3. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
Правило Дюкло-Траубе:
поверхностная активность вещества одного и того же гомологического ряда возрастает приблизительно в 3 -3,5 раза при увеличении углеводородной цепи на одну метиленовую группу — СН2— (для разбавленных растворов)
№34 слайд
Содержание слайда: Семейство изотерм поверхностного натяжения для гомологического ряда жирных кислот
№35 слайд
Содержание слайда: 4. Смачивание
Смачивание - разновидность адгезии, относящаяся к взаимодействию типа Г-Ж.
Адгезией (прилипанием, сцеплением) называют притяжение между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте.
иммерсионное смачивание, имеющее место при полном погружении твердого тела в жидкость; в таком случае в смачивании участвуют две фазы: жидкость и твердое тело;
контактное смачивание, протекает с участием трех фаз: твердой, жидкой, газообразной (например, капля жидкости на твердой поверхности)
№36 слайд
Содержание слайда: Иммерсионное смачивание. Количественной характеристикой смачивания является теплота смачивания, которая выделяется при полном погружении твердого вещества в жидкость. Ее экспериментально определяют калориметрическим методом. Выделение теплоты происходит за счет того, что граница типа Т-Г (с более высокой поверхностной энтальпией) заменяется на границу Г-Ж (с меньшей поверхностной энтальпией).
Теплоту смачивания обычно относят к единице поверхности или массы смачиваемого вещества и выражают в Дж /м2 или Дж/кг.
№37 слайд
Содержание слайда: 4. Смачивание
Контактное смачивание. В этом варианте смачивания помещают каплю жидкости на твердую поверхность. Капля принимает такую форму, при которой по ее контуру устанавливается равновесие сил поверхностного натяжения.
№38 слайд
Содержание слайда: Положение капли воды: а) на гидрофильной поверхности; б) на гидрофобной поверхности
№39 слайд
Содержание слайда: Количественной мерой процесса смачивания может служить угол, образованный каплей и твердой поверхностью – краевой угол смачивания Θ.
Считается, что жидкость смачивает поверхность, если Θ < 90°. По этому признаку твердые поверхности разделяются на гидрофильные - смачиваются водой и другими полярными жидкостями и гидрофобные - избирательно смачиваются неполярными жидкостями.
№40 слайд
Содержание слайда: Капля воды на гидрофобной поверхности без ПАВ, и в его присутствии
Скачать все slide презентации Поверхностное натяжение. Поверхности раздела фаз одним архивом:
