52. Растворение. Давление насыщающего пара, капиллярная конденсация.

Механизм растворения объясняется тепловым движением молекул. В результате растворения молекулы вещества равномерно распределяются по объему растворителя. Существуют жидкости, пары которых почти полностью нерастворимы друг в друге (вода – ртуть, вода - керосин). Компоненты ряда жидких систем обладают ограниченной растворимостью (вода – фенол, метиловый спирт - гексан). Основные закономерности растворения:

1. Растворимость газов в жидкостях зависит от вида газа и растворителя, температуры и давления.

2. При постоянной температуре влияние давления на растворимость хорошо описывается законом Генри. С=Кг∙Р , где С – концентрация (молярная доля), Кг – постоянная растворимости Генри для данной пары газ-жидкость при заданной температуре, моль. Р – давление газа над раствором. Растворимость газов с повышением температуры уменьшается.

Давление насыщающего пара, капиллярная конденсация. Явление, когда часть молекул на поверхности жидкости покидает жидкость, называют испарением. Процесс, когда с поверхности вытекает меньшее число молекул, чем возвращается, называется конденсацией. Давление насыщенного пара при неизменной температуре является постоянной величиной. Для раствора давление насыщенного пара складывается из давлений насыщенных паров компонентов раствора с учетом их концентраций и определяется законом Рауля. Капиллярная конденсация – конденсация пара в капиллярных и микротрещинах пористых тел, а также в промежутках между тесно сближенными твердыми частицами или телами.

53. Диффузия (Закон Фика. Заполнение тупиковых капилляров).

Диффузия – (от лат. Diffusion – растворение) – движение чатиц среды, преводящее к переносу вещества и выравнивающее концентрацию частиц разного сорта (молекулы, ионы и д.р.) под действием их беспорядочного теплового движения.

Закон Фика – dQ = - D dSdt; p – концентрация вещества, D – коэффициент диффузии – численно равен массе вещества, диффундирующего в единицу времени через единичную площадку (плотность потока массы) Jm=- D = D; Диффузия имеет место при всехз операциях контроля. Наиболее сильно проявляются при заполнении тупиковых капилляров индикаторной жидкости. Диффузионная пропитка – процесс перемещения мелиска жидкости в капиллярной трещине за счет растворения и диффузии воздуха, запертого в тупиковом капилляре. Продолжительность стадии варьируется от 5 до 60 мин.

Заполнение тупиковых капилляров. Особенность явления – газ (воздух), сжатый вблизи тупикового конца, ограничивает глубину проникновения пенетранта.

l₀ - полная глубина капилляра, l₁ - глубина заполнения капилляра, S – площадь поперечного сечения, Р_H – наружное, Р_А – атмосферное, Р_К – капиллярное, Р_В – внутреннее. Внутреннее давление определяют из закона Бойля-Мариотта: P₁V₁= P₂V₂

Заполнение тупиковой части с непараллельными стенками имитирует реальные трещины, а конический капилляр имитирует поры. Явление двустороннего заполнения жидкостью тупиковых капилляров состоит в том, что при погружении конического капилляра в жидкость наблюдается заполнение канала капилляра не только со стороны его устья (входа), но и со стороны тупиковой части. В тупиковых цилиндрических капиллярах, погружаемых в любую смачивающую их жидкость явление двустороннего заполнения капилляра не наблюдается, -> они заполняются только с одной стороны. Механизм двустороннего заполнения тупиковых конических капилляров основан на перетекании жидкости.