Книга Адамсона «Физическая химия поверхностей» посвящена бурно развивающейся в последние десятилетия науке о поверхностных явлениях. Необходимость в публикации такой книги несомненна. За последние 20 лет издано довольно много монографий и учебников по коллоидной химии но, по существу, ни одной монографии, широко и обоснованно трактующей науку о поверхностных явлениях. Между тем физическая химия поверхности неотделима от науки о коллоидах и, кроме того, включает такие важные области, как капиллярность, адсорбция, катализ, электродные процессы, трение и прилипание. Издававшиеся в СССР монографии Адама* и Райдила** устарели и, кроме того, в них почти не рассматриваются многие важные области этой науки.
В данной книге представлены практически все основные разделы учения о поверхностных явлениях, включая прикладные направления. Естественно, что не все разделы развиты одинаково. Особое внимание обращено на мономолекулярные слои на различных —твердых и жидких— подложках, явления на поверхности твердых тел, включая адсорбцию газов и паров. Сжато, но на высоком научном уровне изложена теория электроповерхностиых явлений, эмульсий и пен. Несколько более кратко рассматривается область силы дальнодействия и связанные с этим вопросы устойчивости коллоидов. К каждому разделу даны интересные задачи. Все это, безусловно, потребовало большого труда и оказалось возможным только благодаря глубокой эрудиции автора. Можно с полным основанием сказать, что книга Адамсона уникальна, другой такой по охвату области поверхностных явлений сейчас нет.
Книга, несомненно, явится ценнейшим учебным пособием для студентов и аспирантов университетов и технологических институтов и станет настольной книгой физико-химиков, имеющих дело со столь разветвленной и бурно прогрессирующей наукой о поверхностных явлениях.
Отмечая высокий научный уровень книги, нельзя во всем согласиться с точкой зрения автора; это, в частности, касается вопроса о том, где рациональнее использовать понятие поверхностного натяжения — на жидких поверхностях раздела или твердых, тогда как только в первом случае имеется реальное операционное определение этого понятия.
*Адам И. К. Физика и химия поверхностей. Пер. с англ.—М.: ОГИЗ, 1947. ** Райдил Э. Химия поверхностных явлений. Пер. с англ. — Л.: ОНТИ, Химтеарет-издат, 1936.
Содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ПЕРЕВОДУ.......... 5
ПРЕДИСЛОВИЕ ................. 7
Глава I. КАПИЛЛЯРНОСТЬ............... 9
1. Поверхностное натяжение и поверхностная свободная энергия .... 9
2. Уравнение Юнга — Лапласа............. И
3. Некоторые опыты с мыльными пленками......... 13
4. Капиллярное поднятие............... 14
5. Метод максимального давления в пузырьках......... 21
6. Метод взвешивания капель.............. 22
7. Метод отрыва кольца............... 24
8. Метод пластинки Вильгельми............. 26
9. Методы, основанные на определении формы неподвижных капель или
пузырьков
28
10. Динамические методы измерения поверхностного натяжения..... 34
11. Некоторые другие проявления капиллярности ........ 36
12. Величины поверхностных н/атяжений, измеренные различными методами 37
13. Упражнения................. 39
Список литературы ................. 41
Глава II. ПРИРОДА И ТЕРМОДИНАМИКА ЖИДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
РАЗДЕЛА................. 44
1. Однокомпонентные системы.............. 44
2. Структура поверхностей раздела............ 50
3. Ориентация на поверхностях раздела ........... 56
4. Поверхностное натяжение растворов........... 58
5. Термодинамика бинарных систем. Уравнение Гиббоа....... 61
6. Экспериментальная проверка уравнения Гиббса. Прямые измерения величин поверхностных избытков............. 68
7. Гиббсовские монослои............... 72
8. Упражнения.................. 81
Список литературы ................. 83
Глава III. ПЛЕНКИ НА ЖИДКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ....... 86
1. Введение.................. 8G
2. Растекание одной жидкости по поверхности другой....... 89
3. Экспериментальные методы исследования мономолекулярных пленок . . 95
4. Состояния мономолекулярных пленок.......... 109
5. Соответствие между л и трехмерным давлением........ 112
6. Дальнейшее рассмотрение состояний мономолекулярных пленок . . . . ИЗ
7. Термодинамика монослоев.............. 122
8. Смешанные пленки................ !24
9. Скорости испарения через мономолекулярные пленки....... 127
10. Скорость растворения монослоев........... 130
11. Реакция в мономолекулярных пленках.......... 131
12. Белковые и полимерные пленки ............ 136
13. Пленки на поверхностях типа жидкость — жидкость и неводных поверхностях ................... 144
14. Заряженные пленки........• . . . . ._ . . . 145
15. Капиллярные волны..............' . ; . . . 150
16. Пленки, осажденные на поверхности твердых тел . . . .-.'...: 152
17. Упражнения......1........... 154
Слисок литературы ................. 156
Глава IV. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ..... 162
1. Введение................... 162
2. Двойной электрический слой............. 162
3. Теория Штерна................. 166
4. Свободная энергия диффузного двойного слоя........ 167
5. Отталкивание между двумя плоскими двойными слоями...... 168
8. йрирода различных частей «двойного» слоя......... 169
7. Дальнейшее развитие теории двойного слоя......... 171
8. Дзета-потенциал................. 172
9. Электрокапиллярность.............. 178
10. Заряженные поверхности раздела твердое тело — жидкость..... 188
11. Типы потенциалов и смысл понятия «разность потенциалов между двумя фазами».................. 189
12. Упражнения.................. 196
Список литературы ................. 198
Глава V. ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ........... 200
1. Введение................... 200
2. Термодинамика кристаллов г.............. 203
3. Теоретические оценки поверхностной энергии и свободной поверхностной энергии.................. 207
4. Факторы, влияющие на поверхностную энергию и поверхностное натяжение реальных кристаллов.............. 213
5. Экспериментальная оценка поверхностной энергии и свободной поверхностной энергии.................. 218
6. Методы определении структуры н состава поверх и ости...... 223
7. Реакции на поверхностях твердых тел........... 239
8. Упражнения.................. 241
Список литературы................. 224
Глава VI. ДАЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИЕ СИЛЫ..........246
1. Силы, действующие между атомами и молекулами....... 246
2. Качественные данные, указывающие на существование дальнодействую-
щих сил................... 250
3. Дальнодействующие силы.............. 255
4. Экспериментальное подтверждение существования дальнодействующих сил 260
5. Упражнения.................. 265
Список литературы..........- . ... .-...--. . 266
Глава VII. ПОВЕРХНОСТЬ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО — ЖИДКОСТЬ. КРАЕВОЙ УГОЛ................ 268
1. Введение.................. 268
2. Определение величины свободной поверхностной энергии по изменению растворимости................ 268
3. Определение разностей поверхностной энергии и свободной поверхностной энергии из данных по теплоте смачивания и адсорбции...... 270
4. Явления, связанные с возникновением краевого угла....... 273
5. Некоторые теоретические аспекты явлений, связанных с образованием краевого угла................... 286
6. Упражнения.................. 291
Список литературы................. 294
Глава VIII. ОБРАЗОВАНИЕ НОВОЙ ФАЗЫ. ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ И
РОСТ КРИСТАЛЛОВ............. 297
1. Введение................... 297
2. Классическая теория зародышеобразования......... 297
3. Результаты экспериментальных исследований процесса зародышеобразования .................... 302
4. Рост кристаллов................. 304
5. Упражнения.................. 306
Список литературы ................ 306
Глава IX. ПОВЕРХНОСТЬ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЬ — ТВЕРДОЕ ТЕЛО. АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ............ 308
1. Адсорбция неэлектролитов из разбавленных растворов..... 308
2. Адсорбция полимеров.............'. -' • 317
3. Определение удельной поверхности ........... ^
4. Адсорбция в бинарных жидких системах.......... 32]
5. Адсорбция электролитов.............. 329
6. Упражнения.................. 335
Список литературы................. 337
Глава X. ТРЕНИЕ И СМАЗКА. АДГЕЗИЯ........... 34°
1. Введение................... 340
2. Трение между несмазанными поверхностями......... 340
3. Два частных случал трения............. 345
4. Трение между металлами. Влияние окисных пленок....... 347
5. Трение между неметаллами............. 348
6. Некоторые дополнительные сведения по теории трения между несмазанными поверхностями................ 349
7. Трение между смазанными поверхностями......... 352
8. Адгезия................... 360
9. Упражнения.................. 363
Список литературы ................. 363
Глава XI. СМАЧИВАНИЕ, ФЛОТАЦИЯ И МОЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ .... 366
1. Введение................... 366
2. Смачивание.................. 366
3. Гидрофобность и водонепроницаемость.......... 369
4. Флотация................... 370
5. Моющее действие................ 378
6. Упражнения . . ,'................ 386
Список литературы . •'................ 387
Глава XII. ЭМУЛЬСИИ И ПЕНЫ............. 390
1. Введение................... 390
2. Общие свойства эмульсий............... 390
3. Факторы, определяющие устойчивость эмульсий........ 392
4. Старение и обращение эмульсий............ 398
5. Спонтанное эмульгирование. Мицеллярные эмульсии и микроэмульсии . . 401
6. Гидрофилыю-липофильный баланс............ 402
4 7. Применение эмульсий............... 404
8. Пены. Структура пен............... 405
9. Утоньшение пен................. 407
10. Устойчивость пен................ 409
И. Пенообразователи и пены, имеющие практическое значение..... 411
12. Упражнения.................. 411
Список литературы ................. 412
Глава XIII. ПОВЕРХНОСТЬ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО — ГАЗ .... 415
1. Введение................... 415
2. Удельная поверхность твердых тел........... 416
3. Структура и химическая природа твердой поверхности ...... 424
4. Природа комплексов типа твердый адсорбент —адсорбат..... 425
5. Упражнения.................. 432
Список литературы................. 433
Глава XIV. АДСОРБЦИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ НА ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ .... 436
1. Введение................... 436
2. Время адсорбции................ 438
3. Изотерма адсорбции Лэнгмюра............. 439
4. Экспериментальные методы.............. 448
5. Изотерма БЭТ и ее модификации............ 450
6. Изотермы, основанные па уравнении состояния адсорбированного слон . . 455
7. Потенциальная теория............... 458
8. Сравнение удельных поверхностей, найденных с помощью различных моделей полимолекулярной адсорбции ........... 464
9. Характеристическая изотерма............. 466
10. Применение потенциальной теории для описания 'адсорбции при заполнениях ниже монослошюго.......... 468
. 11. Ступенчатая адсорбция и фазовые переходы . •........ 470
12. Термодинамика адсорбции............ . 472
13. Сравнение различных моделей адсорбции .......- . . . 481
14. Адсорбция на неоднородных поверхностях..... ... 485
15. Скорость адсорбции............ . 492
16. Адсорбция на пористых телах. Гистерезис......... 493
17. Упражнения.................. . • • 500
Список литературы..............• • 502
Глава XV. ХЕМОСОРБЦИЯ И КАТАЛИЗ...........,506
1. Введение............... - .' ' •' ' • 506
2. Хемосорбция. Молекулярные механизмы хемосорбции . . ....... .- 507
3. Изотермы хемосорбции............... 511
4. Кинетика хемоеорбции...........".,<:.•-•-; . 515
5. Поверхностная подвижность............ ... 520
6. Хемосорбционная связь............... 522
7. Механизмы гетерогенного катализа........... 530
8. Влияние характера адсорбции на кинетику гетерогенного катализ-а . . . 533
9. Механизмы некоторых каталитических реакций........ 535
10. Упражнения.................. 540
Список литературы................. 541
Список дополнительной литературы............ 543
Дополнение. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СИЛЫ И РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ. Б. В. Дерягин............. ..... 548
Список литературы . .............. 552
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.............. 553
Цена: 300руб.
