Энергия свободная геля

Кристаллические и, плотные аморфные материалы обычно непригодны для создания мембран. Это обусловлено малой долей свободного объема и большим временем релаксации для процессов перераспределения вакансий и других дефектов структуры, в результате чего резко снижается растворимость газов и скорость миграции растворенного вещества. Равновесные и кинетические свойства подобных систем во многом определяются высокими значениями потенциала межатомного (межмолекулярного) взаимодействия, обычно превышающего средние значения кинетической энергии КьГ этим объясняется малая подвижность структурных элементов. Однако легкие разы типа Нг, Не, Оа, N2 с наиболее низкими значениями параметров (е,/, о, ) парного потенциала молекулярного взаимодействия могут в некоторых плотных матрицах образовывать системы с повышенной растворимостью и удовлетво рительными диффузионными характеристиками. Наиболее перспективны металлические мембраны на основе палладия для извлечения водорода, а также стекла для выделения гелия [8, 10, 19—21]. [c.114]

АЛЬФА-ЧАСТИЦА (а-частица) - частица, идентичная ядру атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, имеет заряд 2+, массовое число 4. А.-ч. испускаются при а-распаде радиоактивных изотопов различных элементов. При прохождении через вещество А.-ч. сильно ионизирует атомы среды, быстро теряет свою энергию, имеет очень малую длину свободного пробега, что в значительной степени зависит от природы поглощающего А.-ч. вещества. А.-ч. используют для осуществления целого ряда ядерных реакций. [c.20]

Справа выписано число неспаренных внешних электронов и формулы соответствующих водородных соединений. Валентность, согласно изложенному, должна равняться этому числу неспаренных электронов. Мы видим, что в полном соответствии с опытными данными водород, литий, фтор и натрий — одновалентны, кислород — двухвалентен, азот — трехвалентен. Атомы инертных газов гелия и неона не образуют молекул, так как все их электроны спарены, поэтому их валентность равна нулю. Противоречие мы наблюдаем лишь для атомов Ве, В, С, для которых возможны и другие валентности (указанные в скобках). Но это противоречие только кажущееся и объясняется тем, что мы привыкли считать, что свободные атомы, образуя химическую связь, обязательно сохраняют строение своих электронных оболочек. Но не существует никаких причин, по которым это должно быть только так атом, образуя связь, уже не является свободным, и его электронная конфигурация может и должна — в большей или меньшей степени) измениться. Поэтому необходимо принимать во снимание те изменения энергии, которые могут возникнуть при образовании химической связи. [c.71]

Итак, среди свободных атомов различных химических элементов наиболее стабильной электронной конфигурацией обладают атомы гелия (1з ) и атомы остальных благородных газов (яs пp ). Можно ожидать, что атомы других химических элементов стремятся приобрести электронную конфигурацию ближайшего благородного газа как отвечающую минимуму энергии и, следовательно, наиболее стабильную. Например, это становится возможным при образовании электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих соединяющимся атомам и взаимодополняющих их электронные орбитали до устойчивой конфигурации типа 1з или пз пр . Так образуются, например, все двухатомные молекулы простых веществ [c.31]

Во сколько раз увеличится свободная поверхностная энергия системы при пептизации геля Ре(ОН)з, если при этом радиус частиц геля уменьшится от 1 10- до 1-10-9 м [c.26]

Водород. Влияние водорода (0,03 0,06 и 0,085 ат.%) на свободную поверхностную энергию сг карбонильного железа (содержание кислорода — 0,002%, серы — 0,0018%) исследовали в работе [41. При замене гелия водородом, независимо от давления последнего, а железа оставалась неизменной. Таким образом, водород не влияет на о жидкого железа. Такой же вывод сделан в работах [c.28]

Температуру всегда выбирают выше температуры Тс перехода гель — жидкий кристалл (Чепмен), что позволяет считать продольную (но не поперечную) диффузию в бислое относительно быстрой и, кроме того, изотропными в продольном направлении все термодинамические свойства бислоя. Давление в основном предполагается равным атмосферному. Поэтому можно пренебречь вкладом от рУ-членов в термодинамические свойства мембранной системы и отпадает необходимость различия свободных энергий Гельмгольца (/ ) и Гиббса (О). Неявно это также означает, что вопрос о том, как реализуется механическое равновесие на границах бислоя, исключается из рассмотрения. [c.319]

Атомное ядро. Раннее развитие теории внутриатомной структуры во многом обязано открытию радиоактивности. Встречающиеся в природе радиоактивные элементы испускают три вида лучей, одни из которых, а-лучи, представляют собой атомы гелия с двойным положительным зарядом. Энергия частиц, из которых состоят а-лучи, очень велика, и их можно использовать для бомбардировки вещества с целью выяснения деталей строения атомов. Если эти снаряды , обладающие высокой энергией, направить на тонкий лист из любого вещества, то большая часть их пройдет через него без заметного отклонения — результат, который подтверждает, что внутриатомные частицы очень малы по сравнению с объемом свободного пространства, которое они занимают. Однако иногда а-частица довольно заметно отклоняется, как будто бы она прошла вблизи материальной частицы, которая ее сильно оттолкнула. На основании таких наблюдений Резерфорд разработал теорию строения атомов, в которой атомы рассматриваются как частицы, состоящие из положительно заряженного ядра, занимающего исключительно малый объем, и окружающих его электронов. [c.21]

Кристаллизацию силикатов из реакционноспособных гелей или стекол можно рассмотреть, основываясь на соотношении свободных энергий (рис. 4.1). Исходная реакционная смесь состоит из компонентов, которые сначала образуют фазу а, способную со временем перейти в фазы Ъ или с. В той области температур, в которой может образоваться как фаза а, так и фаза Ь, скорости зародышеобразования и роста являются очень важными предпочтительно образуюш,аяся метастабильная фаза а может пре-враш,аться в более стабильную фазу Ь и далее последовательно в с [6]. [c.261]

СЯ ДО полного перехода вещества в коллоидный раствор, оно называется неограниченным. Как уже было отмечено, если набуханию препятствует мембрана (или подобная по своему значению перегородка), проницаемая для растворителя, но не для растворенного, то возникает давление набухания на поверхность мембраны. Если принять, что набухание обратимо, то окажется, что изотермическая обратимая работа (изменение свободной энергии), требующаяся для удаления /и единиц массы растворителя из набухшего геля, есть dW = / 0, где Р — давление набухания, а dv — изменение объема геля. Если пренебречь различием между (1 > и объемом удаленного растворителя где — удельный объем растворителя, то сП = Р > (1т. Растворитель может быть удален также обратимо и посредством исиарения при давлении паров растворителя над. гелем р, после чего пары могут быть сжаты до насыщения и конденсированы. Р сли пары растворителя подчиняются газовым законам, то [c.236]

Таким образом, совмещение электронно-микроскопического и адсорбционного методов позволило понять структуру скелета алюмосиликатных катализаторов и объяснить изменение их пористости в результате обработки. Увеличение размеров частиц после обработки катализаторов перегретым водяным паром обусловлено, очевидно, поеданием мелких частиц крупными в связи со стремлением дисперсной системы к уменьшению свободной энергии. Механизм этого процесса может заключаться в переносе вещества либо поверхностной диффузией, либо испарением вещества геля с водяным паром с мелких частиц и конденсацией его на поверхности более крупных. [c.149]

Для отыскания этой величины надо рассчитать изменение свободной энергии раствора при смешении сегментов макромолекулы и геля. С этой целью будем рассматривать каждую плотную область геля как сферу с радиусом R , равномерно заполненную сегментами полимера (образующими гель) размеры этой сферы больше размеров макромолекулы. [c.123]

Изменение свободной энергии AF задает вероятность ехр [—того, что макромолекула находится внутри плотной области геля. [c.125]

Рис. 111.29. Изменение свободной энергии ырп попадании макромолекулы в плотную область геля как функция параметра Флори — Хаггинса Хз.з для разных значений N (а) и числа статистических сегментов N для разных значений параметра Хг з (6)

Элементарный акт осадительной ТСХ связан с фазовым разделением раствора полимера на разбавленную фазу и концентрированную гель-фазу, которая осаждается на поверхности гранул адсорбента. При этом разбавленная фаза переносится с током растворителя и таким образом осуществляется хроматографический процесс. Для того чтобы реализовать осадительную ТСХ, необходимо подавить адсорбцию полимера. Отсюда возникают два требования к растворителям, используемым в этом варианте ТСХ полимеров они должны быть адсорбционно активны (т. е. обладать достаточной адсорбируемостью, характеризуемой, например, параметром бц но Снайдеру, и являться плохими растворителями для полимера, что может быть оценено с помощью параметра растворимости Флори — Хаггинса представляющего собой разность свободной энергии (в единицах —/г Г), при переносе из растворителя в полимер молекулы растворителя. При % >0,5 растворимость полимера снижается и начинается образование гель-фазы. [c.297]

Выражение для свободной энергии б (Л с)1, з смешения сегментов геля с растворителем в объеме бУ имеет вид, аналогичный (111.48). Предполагая, что упругости геля и макромолекулы при их взаимодействии не меняются, кайдем, что полное изменение свободной энергии системы гель — макромолекула — растворитель при сближении центров инерции макромолекулы и плотной области геля до расстояния а равно [c.124]

Особенность строения электронной оболочки атома водорода (как н гелия) не позволяет однозначно решить, в какой группе периодической системы он должен находиться. Действительно, если исходить И числа валентных электронов его атома, то водород должен нахо-д.1ться в I группе, что подтверждается также сходством спектров щ,е-лочных металлов и водорода. Со щелочными металлами сближает водород И его способность давать в растворах гидратированный положительно однозарядный ион Н+ (р). Однако в состоянии свободного иона Н + (г) — протона — он не имеет ничего общего с ионами щелочных мгталлов. Кроме того, энергия ионизации атома водорода намного больше энергии ионизации атомов щелочных металлов. [c.272]

Нагревание первичного геля, которое проводят при получении мембран, в значительной степени изменяет относительное содержание обеих форм растворителя в поверхностном слое и объеме мембраны. Капиллярная вода легче удаляется из мембраны, чем связанная, так как энергия ее связи с полимером ничтожно мала [57]. Это обстоятельство очень важно для последующего эффекта солезадержания, поскольку связанная вода, использовав свою сольватирующую способность на связывание со свободными гидроксильными группами в ацетатцеллюлозе, не может сольватировать ионы растворенных солей, а капиллярная вода в состоянии сольватировать эти ионы и увлекать их через мембрану. Кроме того, свободные гидроксильные группы полимера могут либо реагировать с проникающим веществом, либо оставаться инертными по отношению к нему, в зависимости от способности последнего растворяться в полимере. [c.68]

Теплопроводность газов. За исключением иодорода [>1=-0,18 Вт/(м-К) при 300 К1 и гелия [Х-=0,15 Вт/(м-К) нри 300 К], теплопроводность газов и паров лежит в диапазоне 0,01<)1<0,025 Вт/(м-К). Существование теплопро-иодности в газах объясняется кинетической теорией как обмен энергией нри столкновении молекул газа. По этой причине X, Вт/(м-К), оказывается свяаан ой с удель юй теплоем1сость о газа Со/17, средней скоростью частицы V н средней длиной свободного пробега I [c.161]

Дальнейшее продолжение процесса коагуляции приводит к разрушению прослоек и налаживанию контактов непосредственно между частицами дисперсной фазы. Завершающей стадией этого процесса может явиться образование конденсациошгы х структур, отличающихся жестким каркасом и представляющих собой прочные гели, перевод которых в первоначальную свободно-дисперсную систему требует принудительного воздействия и может сопровождаться определенными трудностями и дополнительными затратами энергии. [c.23]

Из приведенных данных видно, что по величине энергии ионизации водород стоит шачительно ближе к фтору, чем к литию, и никакие металлические свойства свободному атому водорода, следовательно, не присущи. Точно так же положительно заряженный ион водорода не имеет ничего общего со свойствами ионов щелочных металлов, поскольку является элементарной частицей — протоном. Вместе с тем в электрохимическом ряду напряжений водород ведет себя как металл. Это объясняется тем, что электрохимический ряд напряжений служит характеристикой атомов металлов в водных растворах (см. гл. V, 11). При ионизации атома водорода в присутствии воды образуется ион гидроксония Н3О+, что сопровождается выделением энергии. Вследствие этого энергия ионизации атома водорода в водном растворе резко снижается и становится близкой к величине энергии ионизации атомов металлов. Заметим, что по некоторым физическим свойствам ион Н3О+ в растворе ведет себя подобно катионам щелочных металлов. Однако эти особенности не относятся к атому или иону водорода и не дают оснований рассматривать его как металл. Сходство строения внешней электронной оболочки атома водорода с внешними электронными оболочками атомов щелочных металлов носит, следовательно, такой же формальный характер, как и однотипность строения внешних электронных оболочек атома гелия и атомов элементов II группы. [c.160]

Особенно характерно образование соединений между молекулами, одна из которых имеет низко лежащую свободную МО, а другая — 1есвязывающую орбиталь атомного типа, заполненную двумя электронами.. Перекрывание этих дв>т( МО приводит к образованию новых двух МО, общих для всей системы, и возникновению прочного химического соединения (рис. 53). Возникающая таким образом связь по своему происхождению называется донорно-акцепторной связью. Молекула с низколежащей свободной орбиталью называется акцептором электронов, а имеющая пару электронов на несвязывающей МО — донором. Примером донорно-акцепторного механизма образования химической связи в двухатомных молекулах может служить образование молекулярного иона НеН из атома Не и иона Н . Атом гелия имеет два электрона ка ] -орбитали с энергией —24,6 эВ (ПИ = = 24,6 эВ). Его рассматривают как типичный инертный атом с заполненной оболочкой. У иона имеется свободная 15-орбиталь с энергией —13,6 эВ. При контакте Не и Н возникает НеН -ион, а-МО которого можно представить как линейную комбинацию 15-орбиталей атома Не и иона Н [c.140]

Структурообразование протекает очень медленно, так как под влиянием броуновского движения молекул воды частицы ориентируются в положении с минимальной свободной поверхностной энергией (положение с минимальной свободной поверхностной энергией достигается, например, когда положительно заряженное ребро одной частицы располагается против отрицательно заряженной поверхности другой). Время, необходимое для приобретения гелем максимальной прочности, зависит от порога флокуляции, а также от концентраций глинистых частиц и соли в системе. При очень низких значениях этих концентраций может потребоваться несколько суток, чтобы гелеобразова-ние стало заметным, в то время как при высоких концентрациях соли образование геля может произойти почти мгновенно. [c.156]

Если предельное статистическое напряжение сдвига измерить непосредственно после сдвигового воздействия и повторить эти измерения несколько раз через возрастающие по продолжительности периоды покоя, то выяснится, что обычно измеряемые значения напряжения растут с уменьшающейся скоростью, пока не достигается максимальное значение. Такое поведение объясняется явлением тиксотропии. Этот термин был введен Фрейндлихом для обратимого изотермического превращения коллоидный золь—гель. Применительно к буровым растворам это явление вызывается медленной переориентацией глинистых пластинок в направлении с минимальной свободной поверхностной энергией (см. главу 4), в результате чего уравновешиваются электростатические заряды на поверхности глинистых частиц. После определенного периода покоя тиксотропный буровой раствор начнет течь только в том случае, если приложенное напряжение превысит прочность геля. Иными словами, предельное статистическое напряжение сдвига становится равным предельному динамическому напряжению сдвига то. При постоянной скорости сдвига агрегаты глинистых пластинок постепенно перестраиваются в соответствии с преобладающими условиями сдвига, а эффективная вязкость со временем уменьшается до некоторого постоянного значения, при котором структурообразующие и структуроразрушающие силы находятся в состоянии равновесия. Если скорость сдвига повысится, со временем произойдет дополнительное снижение эффективной вязкости, пока не будет достигнуто равновесное значение, характерное для 182 [c.182]

Коллоидные системы, дисперсные системы с частицами дисперсной фазы от 10 до 10 см. Коллоидные частицы, участвуя в интенсивном броуновском двих<ении, противостоят седиментации (оседание частиц на дно) в поле сил земного тяготения и сохраняют равномерное распределение по объему дисперсионной среды. Наиболее важны и многообразны коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Их делят на лиофильные и лиофобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимодействуют с окружающей жидкостью, поверхностное натяжение на границе фаз очень мало, вследствие чего эти коллоидные системы термодинамически устойчивы. К лиофильным коллоидным системам относят мицеллярные (мицелла - коллоидная частица), растворы ПАВ (поверхностно активные вещества), растворы некоторых высокомолекулярных веществ, органических пигментов и красителей, критических эмульсий (образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз), а также водные дисперсии некоторых минералов. В лиофобных коллоидных системах частицы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико, система обладает значительным избытком свободной энергии и термодинамически неустойчива. Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидных систем обычно обеспечивается присутствием в системе стабилизирующего вещества, которое адсорбируется на коллоидных частицах, препятствуя их сближению и соединению (коагуляции - образованию агрегатов). Типичные лиофобные коллоидные системы - золи металлов, оксидов и сульфидов, латексы (водные дисперсии синтетических полимеров), а также гели (структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой), возникающие при коагуляции и структурировании золей. [c.116]

Так, образование цеолитов из вулканического стекла происходит уже при атмосферном давлении, поскольку это стекло обладает повышенной свободно энергией. Предполагается, что механизм образования цеолитов из природного вулканического стекла включает взаимодействие стекла с омывающими его растворами в результате образуется гель, перекриста.плизовывающийся затем в цеолит. В процессе такой реакции раствора со стеклом вначале должна происходить гидратация, а затем гидролиз. В щелочных [c.215]

Нефть и все другие горючие полезные ископаемые, так же как рассеянное органическое вещество осадочных пород, генетически связаны с живым веществом нашей планеты, с биосферой прошлых геологических эпох. Проблема происхождения нефти, нижний возрастной предел ее образования тесно связаны с возрастом возникновения жизни на Земле. Согласно наиболее распространенной гипотезе. Земля возникла 4,8-5 млрд лет назад в результате слипания первичного вешества холодных тел - плане-тозималей, затем произошел ее разогрев вследствие повышенной теплогенерации. Источники энергии — радиоактивный распад, импактные воздействия, ультрафиолетовое излучение, сейсмичность, приливные возмущения и др. В результате произошла дифференциация вещества первичной Земли и сформировались ядро, мантия и земная кора, близкая по составу к современной. Дифференциация вещества вызвала выделение газов и формирование первичных океанов и атмосферы. Первичная атмосфера отличалась от современной. Она имела восстановительный характер, в ее составе были гелий и вОдород, которые быстро улетучились, метан, пары воды, аммиак, СО, СО2. Свободный кислород отсутствовал. За счет высокой активности этих веществ, очевидно, образовывались полимеры, содержащие С, К, О и другие биофильные элементы, т.е. первые органические вещества возникали путем абиогенного синтеза. [c.104]

Равновесные условия отвечают минимальному значению свободной энергии, приходящейся на один мономер узеп/Ф- минимизации этой величины по Ф следует помнить, что Фи/ связаны уравнением (5.37). Минимизация дает соотношение между размером и температурой [ последняя входит через параметр взаимодействия Флори X или V = а (1 - 2х)1 качественно вид этой зависимости показан на рис. 5.18. При V > О кривая гладкая - с понижением температуры гель постепенно сжимается. Напротив, при V < О растворитель почти полностью вытеснен из геля. [c.178]

Записывая свободную энергию в виде (5.36) и применяя (5.38) и (5.39), находим, что Е принимает нулевое значение на некоторой кривой -спинодали. Выбрав определенное начальное значение Ф (или Я), соответствующее точке А на рис. 5.18, будем изменять качество растворителя (уменьшая г ). До точки В(г = г ) гель будет стабилен, дальнейшее ухудшение качества растворителя вызовет микросинерезис. [c.179]

Значительно более отдаленной перспективой является возможность применения свободных радикалов в качестве источника энергии для ракетных двигателей. Свободные радикалы (нестабильные химические атомы), вступая в реакцию, выделяют огромное количество энергии, превышающее в несколько раз энергию существующих химических топлив. Это позволяет их рассматривать как перспективное горючее с удельным импульсом до 15 ООО н1кг-сек. Примером свободных радикалов являются атомарный водород, азот, кислород. Из-за высокой активности свободные радикалы могут существовать при обычных температурах очень короткое время. Только в замороженном состоянии при температуре жидкого гелия удается получать концентрацию свободных радикалов до 10% (N3 и Оз). Разработка методов накопления высоких концентраций свободных радикалов позволит преодолеть эти трудности. Таким образом, перспективные типы ракетных двигателей также предусматривают широкое использование криогенной техники. [c.264]

Это представление о физической структуре волокна совершенно отличается от того, что вытекало из мицеллярпой теории Марка—Мейера. По Марку-Мейеру, в идеальном волокне мицеллы расположены совершенно правильно и параллельно оси волокна, наподобие кирпичеобразной кладки. Такое волокно является фактически монокристаллом и, следовательно, термодинамически устойчивой системой, обладающей минимумом свободной энергии. Реальные волокна отличаются от идеального лишь тем, что в них некоторая часть мицелл дезориентирована относительно оси волокна, вследствие чего в системе возникают поверхности раздела между кристалликами, свободная энергия системы возрастает и поэтому она не является равновесной. Отсюда следует, что при любом процессе, самопроизвольно протекающем в волокне, ориентация его может только повышаться. Но если целлюлозные гели рассматривать как высокоструктурированпые жидкости, то ориентация цепей главных валентностей не будет вести к образованию монокристалла, а лишь к изменению характера среднестатистического распределения их направлений относительно оси волокна. Таким образом, новейшие представления о природе целлюлозы выдвинули вопрос об устойчивости ориентации и характере ее изменения под влиянием различных воздействий, способных вызвать нарушение структуры целлюлозы как псевдокристаллического вещества, обла- [c.18]

Образец никеля выдерживают в гелии при 1200 °С. Двухгранный угол на гр анице зерна, перпендикулярной свободной поверхности, оказался равным 157,5. Зная, что поверхностная энергия никеля, при 1060 °С равная 2280 мДрк/м , уменьшается с ростом температуры [да/дТ = -0,55 мДж/(м -К)1, рассчитайте межфазное натяжение на границах зерен при 1200 °С. [c.353]

Это уравнение можно было проверить, причем было показано, что процесс перехода тёпла в кинетическую энергию происходит с высоким коэффициентом полезного действия. Поэтому желательно было изучить это явление более тщательно и выяснить, не протекает ли гелий-П по стенкам в виде пленки в обычном свободном состояний и не происходят ли все эти процессы при малой скорости струи обратимым образом. [c.10]

Несовместимость полимера с гелем можно трактовать как взаимное отталкивание их сегментов. Противоположное явление — притяячение этих сегментов — может привести к адсорбции полимера на матрице геля. Из выражения (П1.50) для изменения свободной энергии системы растворитель — полимер — гель видно, что обе эти тенденции в поведении макромолекул определяются соотношением между величинами констант Флори — Хаггинса Х1,з> Хо.з> которые характеризуют взаимодействие [c.127]