396

A    r ). (Uimm 2U&

KW rmhni v>. o ty un rws w:

3%    13 zjawiska powierzchniowe i układy dyspersyjne

Rys. 13.1. Otoczenie cząsteczki znajdującej się w głębi cieczy (1) oraz na jej powierzchni <2)

Drugi sposób zmniejszenia wartości iloczynu yS polega na obniżeniu energii powierzchniowej Następuje tu poprzez zmianę składu samej powierzchni, która może Się wzbogacać w niektóre substancje obecne w fazach z nią graniczących. Proces zagęszczania jakiejś substancji na granicy faz nosi nazwę adsorpcji Węgiel aktywny, materiał o bardzo rozwiniętej powierzchni, otrzymywany przez ostrożne zwęglanie cukru, drewna, kości lub innych materiałów organicznych, adsorbujc na swojej powierzchni na przykład barwniki znajdujące się w roztworze, do którego węgiel wsypano, adsorbuje również pary benzenu z powietrza ud Powierzchnia roztworów wodnych wzbogaca się w kwasy organiczne wprowadzone do roztworu nawet w niewielkich ilościach itd.

Obydwa zjawiska: tendencję do zmniejszania powierzchni stanowiącej granicę fazy oraz tendencję do zagęszczenia różnych substancji na tej granicy możemy również naświetlić z. punktu widzenia mechanizmu cząsteczkowego badanych procesów. Rozważmy najpierw cząsteczkę znajdującą się w głębi cieczy. Jest ona otoczona ze wszystkich stron innymi cząsteczkami, a wszystkie siły na nią działające są. przeciętnie rzecz biorąc, cał kowicic symetryczne (rys. 13.1). Jeżeli tę samą cząsteczkę umieścimy na powierzchni odgraniczającej ciecz od pary. to będzie ona doznawać działania sił międzycząsteczko-wych tylko i>d strony cieczy. Wypadkowa tych sil zmierza do wciągnięcia jej w głąb cieczy. Ciecz zachowuje się w związku z tym tak. jak gdyby jej powierzchnia pokry ta była napiętą elastyczną blonką. wykazującą stalą tendencję do kurczenia się — mówimy, ze wykazuje ona napięcie powierzchniowe Asymetria sil działających na powierzchni stanowi równocześnie przyczynę adsorpcji.

Zjawiska zachodzące na granicy faz i stanowiące przedmiot fizykochemii zjawisk powierzchniowych odgrywają ogromną rolę w biologu, w licznych działach techniki, a napotykamy je także często w chemii nieorganicznej. Zwracamy na nic szczególną uwagę, gdy mamy do czynienia z ciulami o bardzo znacznym stopniu rozdrobnienia. W tym rozdziale zostaną omówione niektóre zagadnienia związane z adsorpcją na powierzchni ciał stałych oraz. z układami, które znajdują się w stanic dużego rozdrobnienia (układami dyspersyjnymi).

13.2. ADSORPCJA GAZÓW NA POWIERZCHNI CIAŁA STAŁEGO

13.2.1. UWAGI WSTĘPNE

Adsorpcją, jak juz powiedziano, nazywamy zjawisko polegające na zagęszczaniu jakiejś substancji na powierzchni ciała stałego lub cieczy Należy od mej odróżnić zja-