химический каталог




Поверхностные силы

Автор Б.В.Дерягин, Н.В.Чураев, В.М.Муллер

взаимодействию [5].

§ 8. Структурные силы в явлениях смачивания

Проведем теперь аналогичные расчеты для несимметричной системы смачивающих пленок воды на плоской поверхности кварца. На рис. VII.36 показаны в разных масштабах участки изотермы расклинивающего давления П (h) для областей больших (а) и малых (б) толщин пленки, рассчитанные по уравнению (VII. 18). Для изотермы (VII.19) структурных сил принято К = 2* 107 дин/см2, I = 20 А и К0 =3-109 дин/см2, i0 = 3 А. Для изотермы электростатических сил принято С0 = 10"5 моль/л, рН 7, Фх = —6 и Ф2 — —2,2 , где С0 — концентрация 1—1-электролита; Фх и Ф2— потенциалы поверхностей кварц—вода и вода—воздух соответственно. Эти параметры выбраны из условия наилучшего согласия теоретической изотермы П (h) с известной экспериментальной изотермой для смачивающих пленок воды на поверхности кварца [5, 127]. В то же время выбранные параметры близки к реальным для структурных и электростатических сил. Значения потенциалов Фг и Ф2, использованные

Пт (Щ = -(Л0 + Л00)/6яЬ3.

(VI 1.24)

Здесь А0 = —10~13 эрг — константа Гамакера для пленок воды на кварце [127]; А00 = 2,8«Ю-14 эрг — константа нулевого члена, определяемая уравнением (IV.26).

Рассчитанная с учетом молекулярных, электростатических и структурных сил изотерма П (h) (см. рис. VII.36, кривые 1) хорошо согласуется с известными экспериментальными данными [5, 127] для Р~(а) и а-пленок (б) воды на кварце, показанными соответственно на рис. VII.36, а и б точками. В области р-пленок ход изотермы определяется фактически только одной составляющей расклинивающего давления — электростатической: здесь Пе > Пт и Пе > П3. Прорыв Р-пленок, происходящий пцдЩдк = 0, отвечает, как видно из рис. VII.36, Й, критической толпщне hK ас 100 нм и давлению Пк 2-Ю-2 Н/см2, что также согласуется с экспериментальными наблюдениями [127].

Штриховой кривой 4 на рис. VII.36, а показаны результаты расчетов значений Пе по уравнению, применимому при высоких у?1 и нулевом заряде поверхности пленка—газ [223]:

(VII.25)

где е0 —статическая диэлектрическая проницаемость воды.

Отклонения от этого уравнения, происходящие при h < 100 нм, связаны с влиянием заряда поверхности пленка—газ. Таким обра

зом, само по себе качественное явление прорыва метастабильных Р-пленок, наблюдающееся экспериментально, однозначно указывает на существование малого (меньшего JP1 по абсолютной величине) отрицательного потенциала Ч?"а <С О поверхности пленка—газ, так как в области толщин пленок около 100 нм действуют практически только электростатические силы. Явление неполного смачивания силикатных поверхностей связано, таким образом, именно с влиянием заряда поверхности пленка—газ. Как видно из сравнения кривых 2, 2 и ход изотермы в области больших толщин зависит главным образом от значений

В области толщин h < 20 нм начинает проявляться влияние структурной составляющей: зависимость Hs (h) показана на рис. VII.36, б штриховой кривой 2. Совместное действие электростатических (кривая 3), молекулярных (кривая 4) и структурных (кривая 2) сил приводит к смене знака суммарного расклинивающего давления пленки и пересечению изотермой П (h) оси толщин при h = hQ = 6,5 нм.

Изотерма П (h), как видно из рис. VII.36, имеет s-образную форму, отвечающую неполному смачиванию водой поверхности кварца [5, 127]. Значение равновесного краевого угла 0О может быть рассчитано из известного уравнения теории Фрумкина—Дерягина [224,

225]

(VII.26)

где о — поверхностное натяжение воды; h0 — толщина ос-пленки при

П - 0.

Расчеты по уравнению (VII.26) для изотермы, показанной кривыми 1 на рис. VI 1.36, приводят к значению краевого угла воды на кварце 0О = 4°30', что близко к результатам измерений.

Как видно из рис. VI 1.36, а, увеличению захода изотермы в область П <0 и, следовательно, увеличению краевого угла способствует снижение отрицательных значений потенциала пленка—газ. Еще больший эффект может дать перезарядка этой поверхности, что подтверждается экспериментально [226, 227]. Расчеты показы

страница 142
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Поверхностные силы" (3.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стол журнальный комфорт 4
аренда проектора 15000
купить холодильник б/у на м. тимирязевская
tokio hotel концерт 2017

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)