ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностные пленки на твердых телах из "Краткий курс физической химии Изд5" Иногда процесс адсорбции применяется для извлечения какого-нибудь ценного продукта, находящегося в виде примеси в газе или в растворах, например в процессах рекуперации летучих растворителей воздух, содержащий пары ценного растворителя (бензола, ацетона и др.), пропускают через слой активного угля или силикагеля, который их адсорбирует. Путем последующего нагревания адсорбента или продувкой его водяным паром растворители молена выделить в чистом виде. [c.371] Большую роль адсорбционные явления играют и в процессах крашения. Так, при крашении шерсти обычно происходит сначала адсорбция красителя, за которой следует уже химическая реакция в адсорбционном слое. [c.371] Свойства многих порошкообразных материалов, в частности соответствующих строительных материалов, могут существенно изменяться при адсорбции на их поверхности тех или других веществ.. На этом основана, например, гидрофобизация цемента при обработке его растворами солей высокомолекулярных органических кислот и др. Почвой адсорбируются различные растворенные вещества из природных вод. П. А. Ребиндер нашел, что адсорбционные процессы могут приводить к понижению прочности некоторых материалов (металлов, горных пород) и это дает возможность интенсифицировать процессы их механической обработки. Коллоидные системы вследствие очень малых размеров частиц обладают настолько большой поверхностью раздела, что адсорбционные процессы развиваются на них особенно интенсивно. [c.371] Остановимся теперь вкратце на явлении, которое можно рассматривать как дальнейшее развитие этих последних процессов. [c.371] Исследование процессов образования таких пленок на различных металлах показало, что толщина их в зависимости от условий колеблется в пределах от 10—15 до 200—400 А. Начиная с толщины 200—400 А, пленки уже изменяют внешний вид металла и при дальнейшем увеличении толщины придают ему цвет, свойственный данному окислу. Очевидно, что пленки состоят не из одного слоя молекул окисла, а содержат различное и иногда значительное число их. Нужно заметить, что свойства вещества в такой поверхностной пленке могут в той или иной степени отличаться от свойств его в свободном состоянии. [c.372] Первональное предположение, что рост пленки всегда происходит в результате диффузии атомов кислорода в глубь металла, не подтвердилось при более глубоком изучении механизма этого процесса. Оказалось, что в ряде систем рост пленки обусловливается диффузией атомов (или, правильнее, ионов) металла к внешней поверхности образующейся пленки. [c.372] Образование окисных пленок происходит не только под действием кислорода воздуха, но и при воздействии различными окислителями в растворах и путем окисления электрическим током анодного окисления). [c.372] Пленки на поверхности металлов могут быть не только окисные. Например, при действии на серебро галогенами (газообразными или растворенными в органических растворителях) поверхность его покрывается пленкой соответствующего галогенида серебра свинец под действием серной кислоты покрывается пленкой нерастворимого сульфата свинца, защищающего металл от дальнейшего взаимодействия. Иногда металл защищают путем покрытия его поверхности фосфатными пленками и др. [c.372] Подобные пленки могут образовываться и не только на металлах. Так, окись магния при взаимодействии с водой гидратируется и покрывается с поверхности пленкой гидрата окиси, нерастворимой в воде и изолирующей окись от дальнейшего воздействия. [c.372] В заключение остановимся на другом важном явлении — на влиянии, которое твердое тело оказывает на прилегающие к нему слои жидкости. Раньше считали, что такое влияние ограничивается лишь прилегающим к поверхности мономолекулярным слоем. Это г взгляд был опровергнут исследованиями Б. В. Дерягина, показавшими, что особенности в свойствах обнаруживаются в слоях жидкости толщиной в десятки и сотни молекул. При изучении свойств этих слоев было обнаружено, что слои жидкости, прилегающие к поверхности твердого тела, могут изменять свойства на расстоянии 10 и даже см от поверхности. [c.373] Особенно рельефно это обнаруживается при изучении свойств воды, образующейся при конденсации из ненасыщенного пара в узких капиллярах из силикатного или кварцевого стекла. Получающиеся таким путем тонкие слои воды могут обладать более плотной структурой, повышенной вязкостью и в определенных условиях даже довольно значительным модулем сдвига. Для них наблюдается, измененпе коэффициента термического расширения и соответственно изменение температуры, отвечающей максимальной плотности. Такие структуры обладают значительной стойкостью во времени и выдерживают без разрушения нагревание (в запаянных капиллярах). Превращение их в лед может потребовать переохлаждения до —40 или —50 °С. [c.373] Экспериментальные данные, полученные в других условиях, подтверждают, что слои жидкости, прилегающие к поверхности твердого тела, могут обладать отличительными свойствами и, следовательно, иным строением. В той или другой форме это наблюдалось для разных жидкостей. Остановимся лишь на воде, так как для нее это явление довольно хорошо изучено экспериментально. [c.373] Вследствие искажения направления связей в дополнительно поляризованных молекулах при упорядоченном расположении их под ориентирующим действием поверхности кристалла энергетически более преимущественными могут быть структуры, отличные от структур, свойственных обычной воде и обычному льду. На это указывает более высокая плотность структуры рассматриваемых слоев воды. [c.374] Особенности внутреннего строения и свойств тонких слоев воды, прилегающих к твердой поверхности, и воды, находящейся в тонких капиллярах, представляет большой интерес для понимания свойств многих биологических систем, слоистых минералов, слоистых и дисперсных горных пород, коллоидных систем и др. Так, понижение температуры до 0°С (и несколько ниже) может не вызывать перехода воды тонких слоев в обычный лед. Во-первых, потому что в условиях влияния поверхности большая устойчивость структуры льда по сравнению со структурой тонкого слоя может достигаться не при О С, а при более низких температурах. Во-вторых, потому, что такое изменение структуры требует разрыва существующих связей. Рассматривая подобные процессы, нельзя упускать из вида релаксационный характер их и сильное уменьшение скорости релаксации с понижением температуры. [c.374] В природных процессах все соотношения дополнительно усложняются еще тем, что вместо чистой НгО в них участвует природная вода, содержащая различные растворенные вещества, в том числе соли и другие электролиты. [c.374] Вернуться к основной статье