Определение на пяната в химията

Пяната е вещество, получено чрез улавяне на въздух или газ мехурчета вътре в твърдо или течно състояние. Обикновено обемът на газ е много по-голям от този на течността или твърдото вещество, с тънки филми, отделящи газови джобове.

Друго определение на пяната е мехурчеста течност, особено ако мехурчетатаили пяна са нежелателни. Пяната може да възпрепятства потока на течност и да блокира обмена на газ с въздух. Към течност могат да се добавят средства против пенообразуване, за да се предотврати образуването на мехурчета.

Терминът пяна може да се отнася и за други явления, които наподобяват пяни, като пяна от каучук и квантова пяна.

Трябва да бъдат изпълнени три изисквания, за да се образува пяна. Необходима е механична работа за увеличаване на повърхността. Това може да се случи чрез разбъркване, разпръскване на голям обем газ в течност или инжектиране на газ в течност. Второто изискване е това повърхностноактивни или повърхностно активните компоненти трябва да присъстват, за да намаляват

Пените могат да бъдат отворени или със затворени клетки. Порите свързват газовите участъци с открити клетъчни пени, докато затворените пяни имат затворени клетки. Клетките обикновено са нередовни в подредбата си, с различна големина на мехурчетата. Клетките представляват минимална повърхност, образувайки пчелни форми или тесселации.

Пените се стабилизират от ефекта на Marangoni и от сили на дер дер Ваалс. Ефектът на Marangoni е пренос на маса по протежение на границата между течности поради градиент на повърхностно напрежение. При пените ефектът действа за възстановяване на ламелите (мрежа от взаимосвързани филми). Силите на Ван дер Ваалс образуват електрически двойни слоеве, когато са налице диполярни повърхностноактивни вещества.

Пените се дестабилизират, когато газовите мехурчета се издигат през тях. Също така гравитацията дърпа течността надолу в пяна с течност-газ. Осмотичното налягане източва ламелите поради разликите в концентрацията в цялата структура. Лапласовото налягане и разделящото се налягане също действат за дестабилизиране на пените.

Примери за пени, образувани от газове в течности, включват бита сметана, противопожарна пяна и сапунени мехурчета. Надигащото се тесто за хляб може да се счита за полутвърда пяна. Твърдите пени включват сухо дърво, пенополистирол, мемори пяна и мат пяна (както за къмпинг и постелки за йога). Възможно е също така да направите пяна с помощта на метал.

Мехурчетата и пяната за вана са забавни приложения на пяната, но тя също има много практически приложения.

• Огнеупорната пяна се използва за гасене на пожари.
• Твърдите пени могат да бъдат използвани за създаване на здрави и леки материали.
• Твърдите пени са отлични топлоизолатори.
• Твърдите пени се използват за направата на флотационни устройства.
• Тъй като твърдите пени са леки и сгъваеми, те правят отличен пълнеж и опаковъчен материал.
• Затворена пяна, наречена синтактична пяна, се състои от кухи частици в матрица. Този вид пяна се използва за направата на смоли за форма на памет. Синтактичните пени се използват и при изследване на космоса и дълбочинните води.
• Самостоятелна кожа или цялостна пяна от кожа се състои от плътна кожа с ядро ​​с по-ниска плътност. Този тип пяна се използва за изработка на подметки за обувки, матраци и детски седалки.