povrchové napětí kapalin

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  

Povrchové napětí

Povrchové napětí nezávisí na velikosti

povrchu, závisí na teplotě a můžeme jej

ovlivnit přídavkem povrchově aktivních

látek (PAL).

Kapka kapaliny na pevné podložce

převládají-li síly kohezní - kapka se zaobluje

převládají-li síly adhezní - kapka se rozplývá

Mezipovrchová napětí mezi jednotlivými fázemi

gl

g

sg sl l s

F =  γsg - γsl - γgl . cos 

F > 0 kapka se rozplývá F < 0 kapka se zaobluje

Soustavy látek

Soustava (systém) je část prostoru

s určitou látkovou náplní oddělená

od okolí skutečnými nebo

myšlenými stěnami.

Homogenní systém

vlastnosti ve všech částech systému

stejné

Heterogenní systém

složen ze dvou nebo více homogenních

oblastí, které se nazývají fáze

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).

Rozdělení

a) podle velikosti částic disperzního podílu

Analytické disperze = molekulární (pravé roztoky),

velikost částic d < 1 nmMikrodisperze = koloidní roztoky,

d = 10 až 500 nmHrubé disperze = speciální názvy

d > 500 nm

b) podle skupenského stavu disperzního podílu a disperzního prostředí

disperzní prostředí disperzní podíl označení soustavy

plyn kapalina mlha

plyn tuhá látka dým, prach

kapalina plyn pěna

kapalina kapalina emulze

kapalina tuhá látka suspenze

Sol nepříliš koncentrovaná koloidně

disperzní soustava, za daných podmínek relativně stabilní

Aerosoly disperzní prostředí plyn

Lyosoly disperzní prostředí kapalina

Hydrosoly disperzní prostředí voda

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 koloidyroztoky makromolekulárních látek, kde

jednotlivé molekuly mají rozměry odpovídající velikosti koloidních částic

Micelární koloidy

roztoky nízkomolekulárních látek

s difilním charakterem (část

molekuly je polární - hydrofilní,

část nepolární - hydrofobní)

Micelární koloidy

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

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-

Kritická micelární koncentrace KMK

• nižší koncentrace pravý roztok

• vyšší koncentrace tvorba micel

KMK c

iontové micely neutrální micely (laminární)

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.

solubilizace látky ve

vodě nerozpustné

solubilizace látky ve

vodě částečně rozpustné

solubilizace látky ve

vodě rozpustné

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

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.  

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