* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
393 СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ 394 тельно н и ж е п е р в ы х . Самое н и з к о е з н а ч е н и е п о л у ч а е т с я д л я б е н з о л а : а = 35 э р г / о м . С чрезвычайно высоко развитой удельной п о в е р х н о с т ь ю д и с п е р с н ы х систем и н а л и ч и е м избытка свободной энергии, адсорбционных и электрич. явлений [ ] в поверхностных слоях у междуфазных поверхностей, связан целый р я д физико-химич. величин специфичных именно д л я д и с п е р с н ы х систем и к о л л о и д н ы х р а с т в о ров ( с м . Электроосмос и Электрофорез, Коллои ды). И з н и х з д е с ь о т м е ч а ю т с я л и ш ь т е в е л и ч и ны, к - р ы е , б у д у ч и в е с ь м а тесно с в я з а н ы со с в о бодной п о в е р х н о с т н о й э н е р г и е й , м . б . у ж е п р и числены к вполне строго определяемым физи к о - х и м и ч . в е л и ч и н а м . 1) Р а б о т а с ц е п л е н и я и л и с обратным знаком—работа р а з р ы в а , д а ю щ а я изотермич. работу р а з р ы в а тела с поперечным сечением в 1 см . Д л я ж и д к о с т е й , где с о о т в е т с т в у ю щ и й п р о ц е с с м о ж н о п р е д с т а в и т ь себе идущим обратимо, эта работа равна W =2a ( д л я ж и д к о с т и 1) и W = 2 сг ( д л я ж и д к о с т и 2), и т. о . прямо находится и з значения поверх ностного н а т я ж е н и я ; 2) р а б о т а р а с т е к а н и я W& = <г + <т — <т ж и д к о с т и 1 п о ж и д к о с т и 2, и 3) р а б о т а п р и л и п а н и я W i = <7i + о — о Р этом W =W — W& 4) с м а ч и в а е м о с т ь д а н н о й поверхности (большей частью — поверхности твердого тела) либо н а г р а н и ц е «жидкость— воздух» л и б о н а г р а н и ц е д в у х а н т и п о л я р н ы х ж и д к о с т е й ( в о д а — у г л е в о д о р о д ) В = cos в ( с м . Смачивание). П р и этом у г о л , о б р а з у е м ы й ж и д кой поверхностью раздела с поверхностью твердого тела вдоль периметра смачивания, т. е. в д о л ь г р а н и ц с о п р и к о с н о в е н и я т р е х ф а з (1, 2, 3 участвующих в процессе), называется к р а е в ы м у г л о м , и л и у г л о м с м а ч и в а н и я , в. Сма чивание ж е , и л и смачиваемость, м о ж е т быть у д о б н о о п р е д е л е н о в е л и ч и н о ю В. Д л я г р а н и ц ы 2 12 4 2 1 l 2 2 12 х 2 П И 2 2 1г 12 обычно о н и п о к р ы т ы тонкой пленкой п о в е р х ностного окисла (платина) и потому оказывают ся гидрофильными. Экспериментально было п о к а з а н о н а обширном материале [ ] , что с введе нием в систему поверхностно-активного адсор бирующегося вещества абсолютная величина В всегда убывает, причем В меняет знак (инвер сия смачивания); гидрофильные тела стано в я т с я п р и адсорбции п о л я р н ы х ориентирую щихся молекул гидрофобными, т а к к а к в на р у ж н у ю среду обращены п р и этом углеводородвые цепи адсорбированных молекул. Обратная ориентация при адсорбции н а первоначально гидрофобной поверхности вызывает обратное изменение. Т . о. всегда 5 ( ? • * ) « » . Измерения В можно производить, помещая к а п л ю одной и з д в у х жидкостей 1 и л и 2 н а твер д у ю п о в е р х н о с т ь 3, п р е д в а р и т е л ь н о с м о ч е н н у ю д р у г о й ж и д к о с т ь ю 2 и л и 1. В з а в и с и м о с т и от порядка смачивания получаются два значения В и В , причем только в случае идеально гладких, чистых поверхностей 1 2 2 1 т в е р д о е т е л о (3) | [I] ( п р и ч е м ж и д к о с т и 1 и 2 д о л ж н ы иметь возможно большую разность полярностей, к а к н а п р . в случае вода 1—углеводород 2) в е л и ч и н а В м о ж е т б ы т ь названа и з б и р а т е л ь н ы м смачивани е м . Смачиваемость связана с тремя поверх ностными н а т я ж е н и я м и н а с о п р и к а с а ю щ и х с я по п е р и м е т р у с м а ч и в а н и я п о в е р х н о с т я х р а з д е ла простым соотношением (закон Ю н г а - Л а п л а са—Неймана): В g s~ is 2 q В = В = 88~ lS В П р и образовании ж е адсорбционного слоя ориентированных молекул на твердой поверх ности абсолютное значение разности В — В возрастает (знак ее определяется з н а к о м В ) по адсорбционной изотерме. Разность В — В (статич. г и с т е р е з и с с м а ч и в а н и я ) об условлена наличием статич. трения вдоль пери метра растекающейся к а п л и ; в обоих с л у ч а я х В и В это трение р а з л и ч н о . Гистерезис В сильно понижает точность и воспроизводи мость измерений, особенно в случае не вполне гладких поверхностей. В случае смачивания на г р а н и ц е т р е х ж и д к и х ф а з ( и л и ж и д к о с т и 1— ж и д к о с т и - 2—газ 3) г и с т е р е з и с о т с у т с т в у е т в о все вследствие идеальной м о л е к у л я р н о й глад кости поверхности и полной подвижности пери метра к а п л и [ ] . Л 2 1 г 1 2 2 1 0 1 а 2 1 1 а 2 1 г g g Тогда к а к смачиваемость н а границе твердое тело | ^ и д к ^ * н е м о ж е т с л у ж и т ь д л я х а р а к т е ристики чистой поверхности твердого тела (так напр., все минеральные поверхности дают п р и с м а ч и в а н и и в отдельности и в о д о й и н е п о л я р н ы м и ж и д к о с т я м и — б е н з о л о м — 0 =Ё 0 ° , т . е . + избирательное смачивание позволяет разделить все поверхности н а 2 г р у п п ы : а) г и др о ф и л ь н ы е , д л я к - р ы х