С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

жүктеу 5,89 Mb.

бет	88/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 84 85 86 87 88 89 90 91 ... 105

treatise128700

16.2. Ажыратушы қысым

Қалыңдығы 10¹-10³нм болатын жұқа сұйық пленкалардың коллоидтық химиядағы маңызы зор. Өлшемдердің осы аралығы заттың дисперсиялық күйіне тән.

Дисперсті жүйенің түріне байланысты сұйық пленкаларды төрт топқа бөлуге болады:

Көбік пленкалары – көбіктердегі газ ұяшықтарының арасындағы сұйық пленкалар.
Эмульсиялық пленкалар – эмульсиялардағы дисперстік фаза тамшыларының арасындағы сұйық дисперсиялық ортаның пленкалары.
Қатты бөлшектердің арасындағы сұйық пленкалар. Коагуляцияның нәтижесінде біріккен бөлшектердің арасындағы сұйық пленкалар.
Жұқтырғыш пленкалар, сұйықтық қатты дененің бетіне толық жұққанда пайда болады.

Көбіктер, эмульсиялар және коагуляциялық агрегаттардағы пленкаларды симметриялық деп атайды, себебі олар бір агрегаттық күйде болатын тамшылар, көпіршіктер немесе бөлшектердің арасында орналасады. Жұқтырғыш пленкалар симметриялық емес (ассимметриялық) деп аталады.
Жұқа сұйық пленкалардың термодинамикалық қасиеттерінің осы сұйықтықтың ұлкен көлемінің беттік қабатына қарағанда айтарлықтай айырмашылығы (өзгешелігі) бар. Мұндай ерекше қасиеттерді сандық түрде қосымша термодинамикалық параметр – ажыратушы қысым (Π, Па) сипаттайды. Бұл ұғымды Дерягин теориялық күйде дәлелдеп, ұсынған.

53-сурет. Қатты бөлшектердің арасындағы жұқа қабыршықтар

Ажыратушы қысымның пайда болу себептерін қарастырайық.
Жұқа пленкада фазааралық зоналар айқаспаған жағдайда пленкадағы қысымның фазадағы қысымнан айырмашылығы жоқ. Сондықтан пленка қалыңдығының өзгеруіне тепе-теңдікті жұмыс жұмсалмайды (53-сурет, а).
Беттік қабаттар айқасқанда бұл жағдай өзгереді (53-сурет, ә). Жұқа пленкадағы гидростатикалық қысым осы пленканы құрайтын көлемдік фазаның қысымынан артық болады. Көлемдік фазамен термодинамикалық тепе-теңдікте болғанда, осы пленкадағы қосымша қысым ажыратушы қысым деп аталады. Мұндай қысымның белгісі теріс те, оң да болуы мүмкін. Қысым теріс болғанда, пленка жұқарады.
Ажыратушы қысымды өлшеу үшін сыртқы күштер арқылы осы қысымды теңестіру керек. Онда теңестіру жолына (тәсіліне) қарай ажыратушы қысымды бағалау үшін пленканың бетіндегі қосымша қысымды немесе көлемдік фазадағы қысымның азаюын алуға болады. Екі жағдайда да пленка мен оны қоршайтын фазалар термодинамикалық тепе-теңдікте болып, ажыратушы қысым Π пленка бетіндегі қысым Р₁ мен көлемдік фазадағы Р₀қысымның айырымына тең болады:

П(h) = Р₁ - Р₀, (16.1)

мұндағы h – пленканың қалыңдығы.

Бұл анықтаманың физикалық мәнін түсіну үшін үш жағдайды қарастырайық.

Екі параллель орналасқан табақшаның арасындағы қабат (54-сурет). Ажыратушы қысым қабат қалыңдығының тепе-теңдікті мәнін сақтайтын аудан бірлігіне әсер ететін күшке тең. Мұнда N белгісі П(h) белгісіне сәйкес келеді. Өлшеулердің дәлдігін тепе-теңдіктің тұрақтылығы қамтамасыз етеді.

Егер шарты орындалса, қабат қасиеттеріне байланысты тепе-теңдік өздігінен тұрақтанады.
Егер керісінше шарт орындалса, қабат тұрақсыз болады. Бұл шарт, мысалы, табақшалар арасындағы газ немесе вакуум қабатына қатысты орындалады.
П(h) мәндерін дәлірек өлшеу үшін қалыңдықтың өзгеруімен сыртқы күш N ажыратушы қысымға қарағанда тезірек өзгеру керек, басқаша айтқанда шарты орындалу керек.

Қатты дененің жазық бетіндегі көлемдік фазамен байланысатын жұқа пленка. Мұндай жағдай, мысалы, шыны табақша мен газ көпіршігінің арасындағы жұқа пленка күйінде орындалуы мүмкін (55-сурет). Егер ажыратушы қысымның анықтамасындағы Р₁- Р₀ айырымын Лаплас теңдеуіндегі айырымға алмастырсақ, пленкадағы ажыратушы қысым келесі өрнекпен анықталады:

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 84 85 86 87 88 89 90 91 ... 105