Kolloidika, határfelületi jelenségek Szekrényesy: Kolloidika (BME jegyzet) Szántó Ferenc: A kolloidkémia alapjai
INKOHERENS KOHERENS összefüggő közeg, fluid jellegű összefüggő váz, szilárd/ rugalmas pórusos rendszer térháló (gélek) szivacs hab G L L/G köd S/G füst aerosol G/L gázdiszperzió L/L emulzió S/L szuszpenzió liosol CSOPORTOSÍTÁS
A felületi és tömbfázisbeli részecskék arányának következményei 293 K mJ/m 2 vagy mN/m kölcsönhatás He(l)0, 308 2,5 K diszperziós n-hexán18 diszperziós víz72 H-híd Hg(l)472 fémes kötés BaSO ionrács moláris felületi szabadenergia Eötvös T C -6 hőmérsékletfüggés:
r pLpL pVpV csepp A felületi feszültség miatt a csepp belsejében többletnyomás van Laplace A felületi feszültséggel kapcsolatos jelenségek
1 nm 100 vízmolekula, „kvantumhatás” ΔP különböző átmérőjű vízcseppek esetén standard nyomás, 0 °C sugár1 mmmm0,1 mm1 μmμm10 nmnm ΔP (atm)atm0,00140,01441,436143,6
Gócképződés (nukleáció) A felhők kialakulása r=0,001 mmp/p 0 =1,001 túltelített gőz sók, kénsavcseppek, poláros szerves anyagok (baktériumsejtek)
Sík folyadékfelszín : Görbült folyadékfelszín : Folyadék/gőz egyensúly : → Görbült felületek gőznyomása Kelvin
Gőzüreg (pórus) Folyadékcsepp izoterm desztilláció Kapillárisemelkedés
peremszög SG = SL + LG cos szétterülés = 0 YOUNG Kontakt nedvesedés A nedvesedést befolyásoló tényezők Felületaktív anyagok Anionos Kationos Nemionos R-COO - X + Karbonsavak sói (szappanok) R-N + (CH 3 ) 3 Y - R-Z-(CH 2 -CH 2 -O) n H Kvaterner ammónium sók Z = O, S, NH, COO
A határfelületen lejátszódó folyamatok G = H - T S exoterm spontaneitás A határfelületben lévő molekulák energiatöbblettel rendelkeznek (határ)felületi feszültség
Szorpció ( = feldúsulás felületen) adszorpció (fiziszorpció) kemiszorpció nemspecifikus kölcsönhatás az adszorbátum és az adszorptívum reaktivitásától függ több/multiréteges egyrétegű (monoréteg) kis exoterm hő > kondenzációs hő kJ/mol kémiai kötéssel azonos nagyságrendű hőeffektus néhány száz kJ/mol spontán gyorsgyakran gátolt aktiválási energia reverzibilitás -minőségi változás+