Жидкости измерение поверхностного натяжения на границе с газом

Уравнение изотермы адсорбции Гиббса с точки зрения термодинамики универсально и применимо к границам раздела любых фаз. Однако область практического использования уравнения для определения величины адсорбции ограничена системами, у которых доступно экспериментальное измерение поверхностного натяжения, т. е. системами жидкость — газ и жидкость — жидкость. Рассчитанные по этому уравнению значения Г наиболее близко совпадают со значениями, найденными другими методами, в области разбавленных растворов. [c.331]

Изменение поверхностного натяжения водных растворов при наличии в них ПАВ обусловлено, как известно, адсорбцией ПАВ на границе между раствором и газом (воздухом). Именно на явлении адсорбции, а не на изменении натяжения основано практическое применение ПАВ, хотя эти два явления тесно связаны, в частности, уравнением изотермы адсорбции Гиббса. В связи с этим далее будет подразумеваться, что по-верхностно-активное вещество — это вещество, которое адсорбируется на границе раздела фаз. Акцент на адсорбции, а не на изменении натяжения, необходим потому, что адсорбция в принципе всегда может быть измерена, тогда как измерение натяжения возможно только на границе двух флюидных фаз (жидкость—газ и жидкость 1— жидкость 2). Натяжение же на границе твердого вещества с любой флюидной фазой не может быть измерено, следовательно, эффективность ПАВ не [c.795]

Для определения межфазного натяжения на поверхности двух жидкостей пригодны многие методы, применяемые для измерения поверхностного натяжения на границе жидкость — газ. [c.55]

При исследовании поверхностных явлений на границе газ — жидкость наиболее часто используется метод, основанный на измерении поверхностного натяжения этой границы раздела, позволяющий, несмотря на его простоту, получить достаточно надежные данные. [c.20]

Среди многочисленных методов измерения поверхностного натяжения а известны методы, непосредственно основанные на схеме, приведенной на рис. 28 другие методы связаны с определением среднего размера или веса падающей капли жидкости или с измерением давления р, под которым выдавливается из стеклянного капилляра пузырек газа в жидкость, или капли одной жидкости в другой жидкости (если нужно измерить ai2 на границе двух жидкостей). В растворах для изучения кинетики изменений а иногда измеряется давление, под которым размеры пузырька газа остаются постоянными. [c.76]

Широкое распространение получил метод определения ККМ по данным измерения поверхностного натяжения. При концентрациях, меньших ККМ, наблюдается быстрое падение поверхностного натяжения с ростом концентрации поверхностно-активного вещества. В области концентраций, соответствующей мицеллярной системе, поверхностное натяжение изменяется незначительно. Это вызвано тем, что на границе жидкость — газ адсорбируются молекулы, а не мицеллы. С повышением концентрации, начиная с ККМ, растет мицеллярная концентрация, а число молекул поверхностно-активного вещества в единице объема остается неизменным. Здесь уместна аналогия с насыщенными растворами, добавление к которым растворяемого вещества не повышает концентрацию, а лишь увеличивает массу осадка. [c.168]

На границе раздела твердого тела с газом или жидкостью нет надежного метода измерения поверхностного натяжения, однако можно полагать, что многие положения, установленные для подвижных границ раздела, справедливы и для неподвижных границ. [c.169]

Заменяя в уравнении Лапласа главные радиусы кривизны этими выражениями и учитывая зависимость капиллярного давления от вертикальной координаты г, получают дифференциальную форму уравнения Лапласа. Интегрирование такого дифференциального уравнения (чаще всего численное) дает строгое математическое описание поверхности равновесной большой капли или пузырька, а также капиллярного мениска в поле силы тяжести. Определение равновесной формы поверхности лежит в основе ряда методов измерения поверхностного натяжения легкоподвижных границ раздела фаз жидкость — газ и жидкость—лсидкость (см. 4). [c.32]

Поверхность раздела между двумя взаимно насыщенными несмешивающимися жидкостями сокращается за счет существующего в ней натяжения. В принципе это межфазное натяжение может быть измерено всеми методами, которые используются для измерения поверхностного натяжения на границе между жидкостью и газом, но, поскольку межфазное натяжение даже более чувствительно к примесям, чем поверхностное натяжение, проводить такие измерения труднее. [c.242]

Рис. 300. Установка для измерения поверхностного натяжения на границе жидкость—газ методом капиллярного поднятия

ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ ЖИДКОСТЬ — ГАЗ [c.383]

Особенно много внимания уделено экспериментальным методам определения п. н. з. для жидких и твердых металлов. Дано краткое описание и оценка 15 различных методов, основанных на измерении поверхностного натяжения на границе металл — жидкость или металл — жидкость — газ, емкости двойного электрического слоя, механических свойств поверхности твердого электрода, адсорбции, кинетики восстановления анионов и т. д. [c.7]

При описании термодинамики поверхностных явлений не вводилось каких-либо предположений относительно агрегатного состояния объемных фаз. Для жидкостей, образующих границы между собой или газом, обратимый процесс изменения поверхности путем перевода вещества из объемной фазы в поверхностный слой возможен возможно также измерение поверхностного натяжения, как приложенного извне тангенциального давления. [c.40]

Было показано [15], что при иоликонденсации на границе раздела жидкость — газ сополимер обогащен длинноцепочечным диамином. Это является доказательством протекания процесса на границе раздела фаз. Дальнейщие исследования подтвердили, что зависимость логарифма константы поликонденсации от разности СНд-групп в диаминах для ряда пар алифатических диаминов выражается прямой линией с тангенсом угла наклона, равным g А (Л — коэффициент Траубе, характеризующий поверхностную активность [16]). Этот же коэффициент Траубе можно определить из непосредственных измерений поверхностного натяжения ряда аминов (или других соединений с изменяющимся числом СНг-групп). Коэффициент Траубе, найденный по составу сополимеров при поли-конденсации на границе раздела фаз, оказался равным 1,6 значение его, найденное нз измерений поверхностного натяжения, оказалось равным 1,5 [17]. Следовательно, поликонденсация в системах жидкость — газ протекает на границе раздела фаз в объеме фазы поверхностная активность мономеров не играет роли. [c.199]

Простой и точный метод измерения поверхностного натяжения был разработан П. А. Ребиндером (1926) на основании принципа, данного Кантором (1892). Основан он на том, чго давление, необходимое для выдавливания жидкости (или газа) из капилляра, опущенного в другую жидкость, пропорционально поверхностному натяжению на границе обеих жидкостей. Прин- [c.180]

С увеличением давления поверхностное натяжение жидкости на границе с газом понижается. Это связано с уменьшением свободной поверхностной энергии вследствие сжатия газа и его растворения в жидкости. В табл. 33 приведены результаты измерений поверхностного натяжения воды при различных температурах и давлениях. [c.166]

При изучении границы раздела жидкость — газ наиболее удобным методом является измерение поверхностного натяжения. [c.273]

Поверхностное натяжение растворов как функцию их состава измеряли методом максимального давления пузырька по известной методике. Электропроводность дисперсионной среды определяли, используя мост переменного тока погрешность, не превышала 10%. Измерение электрокинетического потенциала для границ жидкость—газ и стекло—жидкость выполняли методом микроэлектрофореза в плоскопараллельной кювете. Предварительно исследуемое стекло измельчали в шаровой мельнице с металлическими шарами в течение нескольких часов. Образующуюся дисперсную систему многократно отмывали на фильтре [c.201]

Книга представляет собой практическое пособие по технике исследований при высоких давлениях. В ней последовательно рассмотрены вопросы подбора материалов, конструирования аппаратуры и проведения эксперимента. Наряду с этим разобраны методы создания и измерения высоких и сверхвысоких давлений, одновременного создания высоких температур и давлений, а также методы перемешивания под давлением. Кроме того, в книге освещены вопросы методики изучения фазовых равновесий, сжимаемости газов и жидкостей под давлением, а также измерения поверхностного натяжения на границе жидкость—газ и смачиваемости твердых тел в присутствии сжатых газов. Описаны оптические приспособления для визуальных наблюдений и др. В книге собрана библиография по данным вопросам. [c.2]

Измерение поверхностного натяжения на границе жидкость—газ [c.276]

Книга представляет собой практическое пособие по технике исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. В ней изложены вопросы подбора материалов и конструирования аппаратов, а также устройство деталей аппаратов высокого и сверхвысокого давления описаны методы создания и измерения высоких давлений и температур, методы перемешивания и циркуляции под давлением подробно описаны методы изучения фазовых равновесий, сжимаемости газов и жидкостей, поверхностного натяжения на границе между жидкостью и газом и двумя газовыми фазами, смачиваемости твердых тел в присутствии газовой фазы и др. Книга снабжена обширной библиографией по перечисленным разделам. [c.2]

Интересный метод измерения поверхностного натяжения на границе жидкость — газ и жидкость — жидкость, разработанный теоретически и экспериментально [56], заключается в наблюдении за поведением жидкости в капиллярных трубках. В этом методе используется центрифуга и влиянию поверхностного натяжения противодействует центробежная сила. Трубки располагаются таким образом, что они или заполняются, или освобождаются от жидкости, когда центробежная сила начинает превалировать над действием поверхностного натяжения. [c.266]

Поверхностное натяжение растет в ряду газ— -жидкость— -— твердое тело. Например, сг в жидком состоянии на границе с воздухом или паром для гелия (при температуре измерения 270 °С) —0,24 мН/м, для бензола (при —20 °С) —28,9 и для олова (при —900°С) —510 мН/м. [c.69]

Адсорбция различных компонентов на границе раствор — воздух может быть определена на основе прямых измерений пограничного натяжения, которое на этой границе называется поверхностным натяжением, Простой способ определения поверхностного натяжения состоит в измерении высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке, погруженной Б раствор. Можно, наоборот, выдавливать пузырьки воздуха в раствор и измерять давление, при котором наблюдается это явление. Максимальное давление газа в пузырьке пропорционально величине а. Если измерять а в растворах различного состава, то затем поверхностный избыток компонента может быть рассчитан по уравнению Гиббса [c.87]

При измерениях по методу давления широко используется прибор Ребиндера, в котором газ или другая жидкость (рис. 29) продавливаются под давлением через капиллярный кончик К (диаметром 0,1—0,3 мм), лишь слегка погруженный в поверхность раздела. Величина давления р устанавливается при помощи чувствительного манометра она пропорциональна величине поверхностного натяжения на границе раздела [c.76]

Имеет смысл упомянуть еще некоторые связанные с поверхностными свойствами твердого тела вопросы, которые здесь подробно не рассматриваются, поскольку они обсуждаются в других разделах. Прежде всего речь пойдет об определении поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело — жидкость по растворимости (разд. УП-2) и по данным о зародышеобразовании (разд. У1П-3). Изменение, или разность, свободных поверхностных энергий на границе раздела твердое тело — пар можно находить также из данных по адсорбции газов (разд. УП1-3), а соответствующие разности поверхностных энергий — по данным о теплотах смачивания (разд. УП-З). Измерения краевых углов дают разность поверхностных энергий на поверхностях раздела твердое тело —пар (разд. УП-4). В гл. IV количественно оценивается влияние потенциала на свободную энергию поверхности раздела твердое тело — раствор электролита. [c.222]

Определение поверхностных характеристик методом лежащей капли основано на измерении изображения, показанного на рис. 13.9. Анализ профиля капли 16] показывает, что кривизна поверхности в вершине капли позволяет определять поверхностное натяжение на границе жидкость - газ. Методика, таким образом, заключается в измерении геометрических характеристик профиля капли [ 17] и определении по ним как величины так и значения крае- [c.343]

Из значительного многообразия методов измерения поверхностного натяжения на различных границах наибольший интерес для нефтяников представляют те, которые служат для измерения поверхностного натяжения на границе жидкостьЛкидкость и жидкость/газ. [c.113]

Методы и приборы для измерения поверхностного натяжения жидкости. Метод наибольшего давления образования и отрыва газового пузырька. Метод основан на том, что поверхностное натяжение жидкости на границе с газом (воздухом),содержащим ее насыщенный пар, или с другой жидкостью прямо пропорционально наибольшему давлению, необходимому для выдавливания пузырька газа нз капиллярного кончика в жидкость, находящуюся при постоянных температуре и давлении (рис. 6, а). В сосуд 11 диаметром около 3 см с боковым ответвлением 6 наливают исследуемую жидкость. Сосуд закрывают пробкой 8. Б пробку вставляют стеклянную трубку 10, заканчивающуюся остро обрезанным концом с внутренним диаметром около " 0,1 мм. Капилляр ный конец должен только смачиваться меиис-ком жидкости, т. е. жидкость 13 в капилляре должна едва приподниматься вверх. Сосуд с жидкостью помещают в стеклянный термостат или в стеклянную рубашку 12 с ответвлением 14, через которую 15—20 мин до измерений и во время их пропускают воду с заданной температурой из термостата. Контролируется температура [c.26]

Основная характеристика свойств поверхности раздела фаз — удельная свободная поверхностная энергия в численно равная ей величина поверхностного натяжения а —может быть сравнительно легко и с большой точностью определена для легкоподвижных границ раздела фаз жидкость—газ и жидкость—жидкость. Существует большое число детал1.но разработанных методов определения поверхностного натяжения. Остановимся лишь на общих принципах основных методов измерения поверхностного натяжения жидкостей. [c.43]

Адсорбция из паров на поверхностях жидкостей (воды и ртути). Михели Кассель и Формштехер определяли адсорбцию углеводородов из измерений поверхностного натяжения на границе воды с их парами. Понижение поверхностного натяжения воды достигало нескольких dunj M и плёнки были явно газообразными. Михели обнаружил, что понижение поверхностного натяжения приблизительно пропорционально парциальному давлению паров углеводорода, что-указывает на разрежённый характер газообразных плёнок, требующих малых поправок к уравнению состояния идеального газа. По данным же Касселя и Формштехера поверхностное давление возрастает с повышением давления паров быстрее, чем по линейному закону, откуда можно заключить о наличии значительной когезии между молекулами углеводорода в плёнке — результат довольно неожиданный, если он достоверен . К результатам этих измерений применимо правило, аналогичное правилу Траубе чем длиннее цепь парафина тем лучше он адсорбируется, причём теплота адсорбции на каждую группу Hg составляет около 500 кал на моль. Бензол адсорбируется сильнее, чем гептан, несомненно, благодаря своей частичной ненасыщенности. Многие авторы изучали адсорбцию на поверхности ртути паров самых разнообразных веществ, начиная с инертных газов и кончая высококипящими органическими соединениями. Опубликованные данные чрезвычайно разноречивы, что, вероятно, объясняется различной степенью чистоты ртути и, следовательно, коле- [c.174]

Для измерения поверхностного натяжения жидкостей на границах с газами или другими жидкостями сейчас разработаны надежные и высокочувствительные методы. Благодаря этому поверхностные натял ения жидкостей известны для многих систем в широком интервале температур, причем изучены не только чистые жидкости различной природы (сжиженные газы, органические жидкости, расплавленные окислы, соли, металлы), но и многие растворы и двух- и многокомпонентные расплавы. Значительно сложнее измерить поверхностное натяжение твердых тел. Принципиальное затруднение состоит в том, что изменение поверхности твердого тела нельзя осуществить обратимо (из-за сопутствующей пластической деформации) поэтому затраченную работу нельзя, строго говоря, приравнять поверхностному натяжению. Кроме того, поверхность твердых тел в больщинстве случаев весьма неоднородна. На поверхность поликристалла выходят грани с различной ориентировкой и, соответственно, с разным поверхностным натяжением. Твердая поверхность не является идеально гладкой плоскостью, а обладает более или менее сложным микрорельефом. Сравнительно надежные методы разработаны только в самые последние годы, и информация о поверхностном натяжении твердых тел на границе с газами, и в особенности с жидкостями, еще недостаточна для систематической проверки уравнения Юнга (1.4). [c.42]

На пов-сти жидкости М.с. нерастворимых и слаборастворимых ПАВ могут находиться в разл. агрегатных состояниях. Если расстояние, разделяющее молекулы в М. с., велико по сравнению с их размерами и молекулы почти не взаимод., слой наз. газообразным (О-пленка). М. с. с предельно плотной упаковкой молекул наз. конденсированным его уподобляют двухмерной жидкости (Ь-пленка) или двух-мерному твердому телу (5-пленка). В газообразном М.с. на границе водная среда-газ гидрофобные группы дифильных молекул ПАВ располагаются вдоль пов-сти раздела фаз, в конденсированных М. с. они ориентированы по нормали или под углом к межфазной пов-сти. Макромолекулы в М. с. могут находиться в виде клубков, спиралей или иных структурных форм. Молекулы линейных полимеров обычпо принимают плоскую конформацию, располагаясь вдоль пов-сти раздела фаз. Однако отдельные участки цепи могут образовывать петли и <авосты , выступающие далеко за пределы поверхностного слоя. Нек-рые макромолекулы, напр, белковые, имеющие в р-ре форму спирали, при выходе из объема фазы в поверхностный слой полностью или частично разворачиваются. Граница (подвижный барьер), отделяющая на пов-сти участок чистой жидкости от участка, покрытого М. с., испытывает давление, наз, поверхностным или плоским (двухмерным). В общем случае тс = сГо - сг(Г), где Сто и (т(Г)-поверхностное натяжение соотв, чистой жидкости и жидкости, покрытой М, с., к-рый образовался в результате адсорбции в-ва массой Г, определяемой согласно известному адсорбц. ур-нию Гиббса (обычно Г выражают в молях на единицу площади межфазной пов-сти). В случае нерастворимого ПАВ п м. б. измерено непосредственно с помощью прибора, наз. пленочными весами, или весами Ленгмюра. Данные измерений позволяют строить изотермы в координатах тс-площадь приходящаяся на одну молекулу (или л -л), по виду к-рых изучают состояние М. с. в зависи%юсти от его насыщения, т-ры Г, хим структуры ПАВ, состава и св-в жидкой фазы. Разреженный М. с. характерен для малых значений Г [c.134]

А. Н. Гребнев с соавторами показали, что магнитная обработка приводит к значительному изменению адсорбции ПАВ на границе раздела жидкость — газ. Опыты проводили с бидистиллятом (удельная электр о-проводность 100—200 мкСм-м" ), в котором растворяли гексадецилсульфат натрия. Концентрация раствора составляла 2-10- и 4,0-10 моль/л, т. е. была ниже п выше критической концентрации мицеллообразования — ККМ (для условий опыта эта концентрация была равна 3-10- моль/л) [12, с. 133]. Поверхностное натяжение измеряли методом максимального давления при образовании пузырьков и тщательном термостатировании системы ( 0,01°С), Статистическая обработка результатов показала, что коэффициент вариации измеренных значений находится в пределах 0,7—1,35 %, а [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология