Povrchové napětí kapalin

Prezentace na téma: "Povrchové napětí kapalin"— Transkript prezentace:

1 Povrchové napětí kapalin
Přitažlivé (kohezní) síly uvnitř kapaliny Adhezní síly na povrchu kapaliny mezi molekulami v kapalině a okolím. Kapaliny se snaží vždy nabýt takového tvaru, aby jejich povrch byl co nejmenší. Povrchová energie kapaliny práce, potřebná ke zvětšení povrchu kapaliny o jednotkovou plochu  

2 Povrchové napětí Povrchové napětí nezávisí na velikosti povrchu, závisí na teplotě a můžeme jej ovlivnit přídavkem povrchově aktivních látek (PAL).

3 Kapka kapaliny na pevné podložce
převládají-li síly kohezní - kapka se zaobluje převládají-li síly adhezní - kapka se rozplývá

4 Mezipovrchová napětí mezi jednotlivými fázemi
F =  γsg - γsl - γgl . cos  F > 0 kapka se rozplývá F < 0 kapka se zaobluje

5 Soustavy látek Soustava (systém) je část prostoru s určitou látkovou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo myšlenými stěnami.

6 Homogenní systém Heterogenní systém
vlastnosti ve všech částech systému stejné Heterogenní systém složen ze dvou nebo více homogenních oblastí, které se nazývají fáze

7 Disperzní soustavy Disperzní soustavy jsou vícefázové soustavy, ve kterých jsou částice určité složky (disperzní podíl) rozptýleny ve spojité fázi, která je v přebytku (disperzní prostředí).

8 Rozdělení a) podle velikosti částic disperzního podílu
Analytické disperze = molekulární (pravé roztoky), velikost částic d < 1 nm Mikrodisperze = koloidní roztoky, d = 10 až 500 nm Hrubé disperze = speciální názvy d > 500 nm

9 b) podle skupenského stavu disperzního podílu a disperzního prostředí
disperzní prostředí disperzní podíl označení soustavy plyn kapalina mlha tuhá látka dým, prach pěna emulze suspenze

10 Sol nepříliš koncentrovaná koloidně disperzní soustava, za daných podmínek relativně stabilní Aerosoly disperzní prostředí plyn Lyosoly disperzní prostředí kapalina Hydrosoly disperzní prostředí voda

11 Ochranné koloidy stabilizují koloidní soustavy, adsorbují se na povrch částic a zabraňují tím agregaci (vodné roztoky želatiny, sacharidů ap.) Fázové koloidy částice je možné považovat za submikroskopické krystalky s d < 500 nm, většinou anorganické látky Molekulární koloidy roztoky makromolekulárních látek, kde jednotlivé molekuly mají rozměry odpovídající velikosti koloidních částic

12 Micelární koloidy roztoky nízkomolekulárních látek s difilním charakterem (část molekuly je polární - hydrofilní, část nepolární - hydrofobní)

13 Micelární koloidy Micelární koloidy tvoří při nízkých koncentracích pravé roztoky, při vyšších koncentracích se částice shlukují (agregují) do útvarů koloidních rozměrů - micel

14 Mýdlo Sodná nebo draselná sůl vyšších mastných kyselin, obecný vzorec RCOONa, kde R je delší uhlovodíkový zbytek. Ve zředěných vodných roztocích mýdla disociují na ionty Na+ a RCOO-

15 Kritická micelární koncentrace KMK
nižší koncentrace pravý roztok vyšší koncentrace tvorba micel

16 iontové micely neutrální micely (laminární)

17 Solubilizace Schopnost převádět do roztoku látky, které jsou v čisté vodě jen velmi málo rozpustné. Dochází k ní až nad KMK a proces je podmíněn přítomností micel.

18

19 Koagulace spojování koloidních částic a jejich následné vypadávání z disperzního prostředí (sedimentace) Koagulace může být vyvolána: a) mechanickým namáháním b) změnou teploty c) účinkem záření (světelného, UV, RTG) d) ultrazvukem, el. proudem e) přídavkem  koagulačního elektrolytu

20 ad e) Účinné jsou pouze ty ionty, které nesou opačný náboj, než má koloidní částice. Mimořádně účinný je často přídavek silné kyseliny nebo zásady (H+, OH-) a různých solí. Ke koagulaci je třeba překročit určitou minimální koncentraci elektrolytu, tzv. koagulační práh.  

21 Příklady koagulace z textilní praxe
a) výroba viskózových vláken (H2SO4 + ZnSO4) b) výroba netkaných textilií (pojiva) c) volba podmínek barvicích procesů (rychlost ohřevu, cirkulace lázně), aby nedošlo ke koagulaci barviv d) praní, nesmí dojít ke koagulaci nečistot a jejich zpětnému usazování (redepozici) na textilní materiál