ФАЗАНЫҢ ЖАНАСУ ШЕПНДЕГІ БОС ЭНЕРГИЯ
Бір фазаның екінші фазамен жанасу шегінде аса күшті дамыған қабаты бар системалар үшін осы беттерде жүретін құбылыс-тардын мәні ерекше екенін білеміз. Ғылыми зерттеулер мен тәжі-рибелер көрсетіп отырғандай, олардьщ бәрі де берілген заттың табиғаты мен беткі қабаттың шамасына тәуелді.
Қоллоидты ерітінділер жоғары дисперсті системадағы топқа жататындықтан, олардың дисперсті фаза құрамындағы бөлшектер-дің беткі қабатынан жинақталған үлкен беткі қабаты болады. Коллоидты системадағы бөлшектердің жинақталған беткі кабаты-нын. қосынды ауданы жайлы ұғымды нақтылы түсіну мақсатымен, бір текше сантиметр (1 см3) қатты денені коллоидты өлшемге дейін ^сақтап, оның ауданын есептейді. Ұсақтағанда, осы бөлшектердің косынды массасы мен көлемі өзгеріссіз қалып, беткі аудан қосын-дысы көбейеді (10-таблица).
10-таблица
| Қабырға \зындығы, 1 см | Кубик саны | Косынды бет, сч2 | Үлесті бет, см^ 1 | Қабырга ұзындыры, 1 см | Кубик саны | Қосынды бет, см2 | Үлесті бет, см~~ 1 |
| 1 | 1 | 6 | 6 | 10-5 | 1015 | 6-105 | 6 105 |
| 1 10-! | 103 | 6-101 | 6-101 | 1-10-6 | 1-1018 | 6-106 | 6-106 |
| 1 10-2 | 106 | 6102 | 1 102 | 10о-7 | 1021 | 6-107 | 6-107 |
| 1 10-3 | 1-109 | 6-103 | 6 103 | 10-8 | 1024 | 6-108 | 6 108 |
| Ыо-4 | 1-10 | 6-10* | — | — | — | — | — |
Жоғары дисперсті гетерогенді системадағы беттің кереметтей үлкеюі ондағы беттік энергияның артуымен байланысты. Мысалы, берілген кез келген бөлшектің энергия қорының шамасы Е делік. Ол шама масса энергиясы (немесе көлем энергиясы)) Ет мен беттік энергиядан Е5 тұрады:
(162)
./%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2201.gif){kind=small}
Масса немесе көлем энергиясы /%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2202.gif){kind=small}
тең, мұндагы m және V масса мен көлем, К. — пропорционалдылық коэффициенті. Қейде беттік бос энергия деп те айта беретін беттік энергия Е3 интенсив-тілік факторы болып есептелетін беттік керілу а мен көлемдік (экстенсивті) фактор ретіндегі қосынды бет Sшамалары көбейтін-дісіне тең:
/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2203.gif){kind=small}
(163) (162) теңдеуді былайша жазуға болады:
/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2204.gif){kind=small}
(164)
Бұл теддеудің екі жағын да көлемге (V) бөлсек, көлемнін, бірлік өлщеміне тиесілі жалпы энергия қорын немссе беттік меншікті энергияны (Еү ) өрнектейтін формула шығады:
163
/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2205.gif){kind=small}
немесе /%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2206.gif){kind=small}
(166)
Бүл теңдеуден егер бөлшек көлемі (V) үлкен болса, онда теңдеу-дегі екінші мүшенің мәні азаяды, оны ескермесе де болады, немесе дисперстілік дәрежесі жоғарылаған сайын бөлшек көлемі кішірейе түседі де бөлшек энергиясы негізінен беттік энергиямен байланы-сады.
Дисперсті фазаны онан әрі молекулаға немесе ионға дейін үсақтаса, онда мұның салдарынан фазадағы жанасу шегі жоға-лып, беткі қабат жойылады. Мұндайда (166) теңдеудің оң жағын-дағы екінші мүше мәні нөлге теңеледі. Сондықтан да коллоидты-дисперсиялық системаларда өте үлкен мәндегі беттік бос энергия болады. Өйткені олар тіпті аз концентрацияның өзінде де, мысалы, концентрациясы 0,001% болатын бір литр коллоидты ерітіндідегі бөлшектердің жанасу шегінің косынды беті ондаған шаршы метр-мен өлшенеді.
Термодинамиканын екінші заңына орай бос энергияның артық қоры болатын системалардағы процестер осы энергия қорын тө-мендету бағытында өздігінен жүре алады. Беттік энергия екі ша-маның көбейтіндісі арқылы өрнектелгендіктен, беттің бірлік өлше-міне тиесілі энергия қоры азайғанда беттік энергия да азаюы мүм-кін. Коллоидты-дисперсиялық бөлшектердің қосынды бетінің азаюы, бөлшектердің бірігіп, өздігінен үлкеюіне әкеледі, яғни ол коагуляцияланады. Сол сияқты беттік керілу күшінің азаюы дисперсті ортадағы атомдар мен молекулалардың беткі қабатқа тартылу салдарынан болуы мүмкін.
