Дисперсия аномальная диэлектрическая

На рис. 7 показана зависимость диэлектрической проницаемости концентрированных растворов фракций смол гюргянской нефти (Н) в н. гептане от частоты электрического ноля. Из приведенных данных видно, что в интервале частот 500—2000 кгц для всех фракций смол имеет место понижение диэлектрической проницаемости с ростом частоты, иными словами, для нефтяных смол характерна аномальная дисперсия. Аномальную дисперсию концентрированных растворов (с повышенной вязкостью) веществ, имеющих дипольный момент, П. Дебай [7] объясняет большим временем релаксации молекул, т. е. большим временем, необходимым для [c.254]

Факт замедленного установления конечных условий свидетельствует, вероятно, п о наличии фазовых переходов в битумах. Исследование дисперсии диэлектрической проницаемости смол [7] показало, что в смолах имеет место аномальная дисперсия. Это явление характерно для высоковязких полярных веществ. Отмечается наличие максимума па кривых е=/(0 уже при частоте 60 гц с ростом частоты максимум сдвигается в область высоких температур. [c.184]

Определение диэлектрической проницаемости проводилось путем измерения емкости цилиндрического конденсатора, между обкладками (электродами) которого находился исследуемый раствор. В полном согласии с ранними исследованиями было обнаружено явление аномальной дисперсии диэлектрической проницаемости растворов смол в и-гентане (при концентрации 25—40%), которое выражается в уменьшении значения е растворов с ростом частоты [c.184]

Эта энергия пропорциональна размеру капель и не понижается резко с увеличением расстояния между ними. Результаты Гамакера, изложенные выше, должны быть усовершенствованы с учетом влияния диэлектрической проницаемости среды на лондоновские силы. За исключением областей аномальных дисперсий эта величина лежит, [c.94]

Зависимость е" = 8(о5) называется абсорбцией. Коэффициент диэлектрических потерь (е") в областях квазистатической и высокочастотной диэлектрических проницаемостей (вне области аномальной дисперсии) близок к нулю, резко возрастает в области аномальной дисперсии и достигает максимума в точке перегиба дисперсионной кривой или критической частоте кр. Появление максимума объясняется наличием резонанса между частотой поля и связью электрона с ядром. Момент индукции в этой области исчезает. [c.250]

Для полярных жидкостей диэлектрическая проницаемость зависит от температуры и частоты. Область аномальной дисперсии наблюдается уже при высших частотах. [c.254]

С. Р. Сергиенко [91], изучая диэлектрическую проницаемость растворов нефтяных смол в бензоле и ацетоне, обнаружил аномальную дисперсию в диапазоне частот 0,5—2 Мгц, а также ди-польные моменты у смол и асфальтенов. [c.34]

Диэлектрическая постоянная — е. В таблицах даны предельные значения при низких частотах. Значения частот указаны в тех случаях, когда могут наблюдаться явления аномальной дисперсии [c.50]

ЦИИ. Подобный же вывод может быть сделан на основе данных Эллиса [143] но электропроводности при высоких давлениях. Оценка влияния давления на аномальную подвижность Н+ (отнесенную к подвижности и с учетом зависимости плотности и концентрации от давления) дает значение объема активации между —2,4 и —2,9 см -моль . Поскольку зависимость частотной дисперсии диэлектрической постоянной воды от давления не измерена, величина А]/ для процесса диэлектрической релаксации неизвестна. Можно предполагать, что в чистой жидкости объем активации будет полол<ителен, так как вращение будет вызывать некоторое ослабление связей и временное отталкивание соседних молекул. Однако в соответствии с рассматриваемым механизмом вращения, инициированного полем, электростатически выгодная ориентация молекулы НгО, находившейся в неблагоприятном положении, происходит с непрерывным уменьшением энергии (см. рис. 26). С учетом этих обстоятельств отрицательное значение АУ=>" вполне допустимо и соответствует увеличению электрострикции несвязанных молекул воды при образовании связи между ними и ионом НзО . Этот процесс будет сопровождаться отрицательным изменением объема. Непосредственная близость, атома кислорода может облегчить процесс переноса. [c.136]

Дипольные моменты молекул, как правило, определяют путем измерения (реже е и е") на одной частоте полный спектр времен релаксации находят на основе измерения частотной зависимости г и е" в области аномальной дисперсии. Для большинства представляющих интерес систем область измерения статической диэлектрической проницаемости лежит в диапазоне частот /< 10 Гц, а область дисперсии - в диапазоне 10 -10 2 Гц. [c.142]

Для характеристики диэлектрика в области аномальной дисперсии, где имеют место диэлектрические потери (е" > 0), используют комплексную диэлектрическую проницаемость [c.144]

Для ПОЛНОГО исследования диэлектрических свойств растворов необходим широкий диапазон частот от О до 10 Гц, который невозможно охватить единым методом измерения е и е". Каждый частотный диапазон требует своей измерительной техники. Так, для определения диэлектрической проницаемости в статическом электрическом поле (/ = 0) или при постоянном токе используются установки на основе метода силового электростатического взаимодействия [19]. В диапазоне частот/< 10 Гц применяются преимущественно мостовые измерительные схемы, а при 10 колебательными контурами (резонансные и генераторные методы). Для измерений в сантиметровом и миллиметровом СВЧ-диапазоне радиоволн обычно применяются методы, основанные на использовании резонансных линий и объемных резонаторов [21, 78, 79], методы, использующие волны в свободном пространстве. В последние годы все более широкое применение находят методы временной диэлектрической спектроскопии [80], позволяющие производить измерения в диапазоне 10 средств современной диэлектрометрии и ограниченности настоящего издания в данном разделе будут рассмотрены лишь те из них, которые наиболее широко используются в практике измерений дипольных моментов молекул и в исследовании межмолекулярных взаимодействий в растворах. К ним относятся работающие на фиксированной частоте диэлектрометрические установки (диэлькометры) в ВЧ-диапазоне (/= 10 - 10 Гц), а также резонаторные средства измерений в СВЧ- диапазоне сантиметровых волн с/ 10 ° Гц. Первые из них фактически являются измерителями статической диэлектрической проницаемости, вторые измеряют е и е" в области аномальной дисперсии и позволяют наряду с ц определять времена диэлектрической релаксации молекул. [c.172]

Меряемой диэлектрической постоянной быстро уменьшается. Аномальная дисперсия наблюдается только у тех веществ, которые обладают постоянным дипольным моментом. Хотя это явление наблюдалось у ряда жидкостей как в чистом состоянии, так и в растворах, его легче всего обнаружить в стеклах или в других системах, обладающих высокой вязкостью, а также в некоторых твердых телах при температурах, близких к температурам плавления. [c.519]

Значения s и е" могут быть получены на основании измерений диэлектрических постоянных. Было найдено, "что в области нормальной дисперсии величина е", являющаяся мерой диэлектрических потерь , очень мала. Однако, когда аномальная дисперсия становится заметной, величина е" быстро возрастает, достигая максимума, а затем снова падает по мере того, как диэлектрическая постоянная приобретает значение, соответствующее высокой частоте. Из уравнения (170) можно видеть, что е имеет максимальное значение при х, равном единице. При этом из уравнения (171) получаем [c.520]

Из уравнения (4.1.56) видно, что деформационная поляризация в отличие от ориентационной не зависит от температуры. При диэлектрических измерениях величина диэлектрической проницаемости уменьшается с увеличением частоты поля / по сравнению со своим стационарным значением (при / = 0) в определенной области частот (дисперсионной области) до величины = п. Дисперсия характеризуется зависимостью показателя преломления от длины волны. Обычно показатель преломления возрастает с уменьшением длины волны. Так как в данном случае показатель преломления уменьшается с уменьшением длины волны, эту область называют областью аномальной диэлектрической дисперсии. При этом фактор диэлектрических потерь, тангенс б, характеризующий энергию, получаемую диэлектриком, проходит через максимум при (еоэо — еоо)/2, так как потребление энергии особенно велико, когда время, проходящее между изменением поля, соизмеримо с временем релаксации (резонанс рис. 4.10), [19, 20]. При низких частотах ориентационная поляризация еще безынерционно следует изменению электрического поля. Дальнейшее повышение частот ведет к дисперсии диэлектрической проницаемости. Это явление характеризуется следующим уравнением [c.113]

Д. Свансон [5] приводит данные о зависимости диэлектрической проницаемости растворов масел, смол и асфальтенов от частоты электрического поля и отмечает наличие в растворах асфальтенов и смол (в отличие от масел) аномальной дисперсии. Большой интерес поэтому представляет изучение зависимости между диэлектрической проницаемостью и реологическими и коллоидными свойствами смол и битумов. [c.183]

Анализ экспериментальных результатов (рис. 1) показывает, что для безводных сырых нефтей диэлектрическая проницаемость зависит от частоты. Эта зависимость обнаруживается в области частот 50кГЦ-100 МГц, в которой диэлектрическая проницаемость нефтей уменьшается, а затем с частоты 100 МГц остается постоянной, причем для различных нефтей она несколько отличается. Таким образом, в диапазоне частот 50 кГц-100 МГц для нефтей обнаруживается область дисперсии диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Значения tg5 для нефтей с ростом частоты сначала уменьшаются, а затем эта зависимость приобретает характер размытой резонансной кривой (рис. 1). Максимальные значения для различных исследованных нефтей находятся вблизи частоты 10 Гц. Такая зависимость диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь обусловливается до частот 10 Гц наличием сквозной проводимости, а в мегагерцовом диапазоне (10 -10 ) Гц — явлениями ориентационной поляризации. Поэтому мы считаем, что такая зависимость 1 5 от частоты вблизи 10 Гц объясняется наличием в нефти тяжелых полярных компонентов, которые имеют область аномальной дисперсии в этом диапазоне. [c.143]

Диэлектрические свойства и точки плавления н-тетрадецил- и нчжта-децилмеркаптанов зависят от предшествующей термической обработки исследуемых образцов [25 [. Диэлектрическая проницаемость устойчивой фазы равна примерно 2,5 и несколько зависит от температуры. Метастабильная фаза, получаемая при выливании расплава в смесь сухого льда с ацетоном, имеет по сравнению с жидкой фазой более низкую диэлектрическую проницаемость около точки плавления. При понижении температуры диэлектрическая проницаемость растет, пока в области частот порядка килогерц аномальная дисперсия не понижает ее до 2,6. Такое поведение может быть связано с вращением молекул вокруг их длинных осей. Причиной данного явления могут быть также несовершенства решетки. [c.646]

На рис. 5 показаны кривые аномальной дисперсии для ызо-амилбромида [3] в стеклообразном состоянии значительно ниже его нормальной точки замерзания. Эти кривые, полученные при понижении температуры, полностью воспроизводятся при ее повышении, если вещество охлаждается лишь на несколько градусов ниже области дисперсии, а затем нагревается. Однако при дальнейшем понижении температуры и выдерживании ее на протяжении некоторого времени начинается кристаллизация, которая при повышении температуры фактически завершается до достижения точки плавления. При кристаллизации стекла диэлектрическая проницаемость его падает до значения, характерного для кристаллического вещества. Таким образом, измерение диэлектрической проницаемости представляет чувствительный метод исследования процессов расстекловывания. Органические стекла дают искаженные кривые графика Коулов [8, 23], а не симметричные, как это обычно наблюдается. Многие полиоксисоединения, по-видимому, из-за водородных связей и образования структур неправильной формы дают переохлажденные жидкости и стекла с описанной выше аномальной дисперсией [8, 98]. [c.649]

Вращательные фазы обсуждавшихся выше тетразамещенных метанов, камфоры и ее производных имеют воскообразный вид. Для большого числа полиметиленовых соединений и производных камфоры найдено [115], что кристаллы, в которых при комнатной температуре вращения молекул не происходит, являются сравнительно твердыми и хрупкими, тогда как в случае вращения молекул при комнатной температуре они бывают мягкими, воскообразными. Некоторые из рассмотренных выше пентазамещенных бензолов [114] также хрупки ниже температуры вращательного перехода и воскообразны выше ее. Однако гексазамещенные бензолы, характеризующиеся в кристаллическом состоянии аномальной дисперсией, но не имеющие вращательного перехода, хрупки при комнатной температуре, хотя и имеют высокие диэлектрические проницаемости [114]. Найдено, что некоторые не имеющие вращательного перехода производные камфана с аномальной дисперсией представляют собой воскообразные, полупрозрачные вещества, подобные высокотемпературным формам твердых веществ, имеющим вращательные переходы. Отсутствие вращательного перехода у этих производных может быть связано с наличием твердых растворов оптических изомеров или существованием высокотемпературной формы в метастабильном состоянии при температурах ниже точки возможного вращательного перехода [114]. Большинство твердых веществ с вращением молекул выше точки перехода воскообразны и лишь некоторые из веществ с аномальной дисперсией и вращением молекул хрупки. Количественные измерения показывают [12], что в случае тетрабромметана, гексахлорэтана, с(-камфоры и камфорного ангидрида [73] для деформации стандартного по величине образца вращательной фазы требуется в 2—14 раз меньшее давление, чем для образца безвращательной фазы. Предполагается [117[, что воскообразный вид вращательной фазы выше точки перехода обусловлен большим объемом, который занимают несколько асимметричные молекулы при вращении. Молекулы гексазамещенных хлорметилбензолов симметричны относительно оси, проходящей через центр кольца перпендикулярно его плоскости, и вращение может происходить без существенного [c.649]

Диэлектрометрия, как метод исследования электронной структуры, динамики молекул и межмолекулярных взаимодействий в растворах и чистых жидкостях, основан на изучении процессов поляризации веществ под воздействием внешнего электрического поля. Своми корнями диэлектрометрия уходит в конец прошлого столетия к работам Фарадея, который обнаружил, что отношение емкостей заполненного и пустого конденсатора является постоянной характеристикой заполняющего конденсатор вещества, которая получила название диэлектрической проницаемости (е ), а само вещество - название диэлектрика. Примерно в то же время, изменяя диэлектрическую проницаемость в переменном электрическом поле, Друдэ обнаружил, что для ряда веществ в определенной области частот / переменного поля наблюдается зависимость е от/, получившая название "аномальной дисперсии" диэлектрической проницаемости. Как было показано позднее, дисперсия диэлектрической проницаемости обусловлена инерционностью процессов поляризации жидких диэлектриков и сопровождается потерей электрической энергии, выделяющейся в виде Джоулева тепла, или "диэлектрическими потерями". В качестве меры способности вещества поглощать электрическую энергию используют так называемый коэффициент диэлектрических потерь е". Непосредственно измеряемыми в диэлектрометрии являются макроскопические характеристики е и е" исследуемых жидкостей, которые отражают их способность поляризоваться или индуцировать в себе заряды под воздействием внешнего электрического поля. [c.141]

При определении дипольных моментов на основе измерения статической диэлектрической проницаемости последние производит, как правило, на одной частоте, лежащей в диапазоне /<10 МГц. В ряде работ [51-57] предложены методы определения Д2 и Т2 на основе измерения е и е" растворов на одной частоте, как правило, порядка 10 ГГц, лежащей в области аномальной дисперсии большинства исследуемых веществ. Наиболее широко используется метод Гопа-ла-Кришны [52], который применим к разбавленным растворам исследуемого вещества в неполярных растворителях при условии, что бездипольный растворитель не вносит вклада в измеряемые диэлектрические потери. В этом приближении после разделения уравнения (4.24) на действительную и мнимую составляющие справедливы [c.158]

Сходным с только что описанным способом измерения восприимчивости является применение высокочастотных переменных полей при низких температурах. Хорошо известно, что полярные вещества дают аномальную дисперсию и абсорбцию, когда диэлектрическая проницаемость измеряется при очень высоких частотах. Оказывается, что аналогично ведут себя и парамагнитные вещества при низких температурах и частотах в несколько мегагерц [78]. Прибор для таких измерений состоит из индукционного моста, причем образец вводится в один из двух соленоидов в мосте. Явление парамагнитной абсорбции сильно возрастает при высокочастотных измерениях в параллельном постоянном магнитном поле. Этот эффект наблюдался Бронсом и Гортером [79]. Мостик взаимоиндукции, пригодный для этого типа измерений, описан ДеТаазом и Дю-Пре[80] ). [c.28]

Диэлектрическая постоянная и частота. Если частота -колебанип за ряда а пластинах конденсатора будет непрерывно возрастать, то будет достигнута такая частота, при которой ни молекулы растворенного вещества, ни молекулы растворителя не могут уже вращаться со скоростью, ооогветствующей этим колебаниям. Бели (размер молекулы растворенного вещества больше размера молекулы растворителя, то зависимость диэлектрической постоянной раствора от логарифма частоты выразится кривой (рис. 9). Такая кривая называется кривой аномальной дисперсии. [c.90]

Время релаксации диполей. Вообще говоря, диэлектрическая постоянная вещества не зависит от частоты приложенного электрического поля. Однако в известных условиях наблюдается явление. аномальной дисперсии , которое состоит в том, что при определенной 1 астоте или, точнее говоря, в узком интервале частот величина нз- [c.518]

Изучению диэлектрических свойств полиэлектролитов посвящено большое число как экспериментальных, так и теоретических работ. Исследование диэлектрической проницаемости и проводимости на очень низких частотах обнаружило аномальную дисперсию этих величин, т. е. убывание диэлектрической проницаемости и рост проводимости с увеличением частоты [1—6]. При этом диэлектрическая проницаемость на низких частотах достигала очень больших значений. Так, например, Такашима [1] обнаружил у раствора монодисперсных фракций Д ПК с длиной макроионов 7400 А низкочастотную диэлектрическую проницаемость 1300 при концентрации ДНК 0,01 "о. Аналогичные низкочастотные диэлектрические свойства обнаруживают водные суспензии заряженных частиц [7], что, но-видимому, указывает на общность механизма, обусловливающего низкочастотную дисперсию диэлектрической проницаемости. [c.102]

Метод калибровки емкости или сопротивления преобразователя по серии эталонов жидкости с точно известной диэлектрической проницаемостью или удельной проводимостью часто используют в практике химического анализа. Эталонные жидкости должны быть химически стойкими и легко очищаемыми. В слу- чае диэлькометрии они, кроме того, должны обладать малыми. проводимостью (см. главу I) и поляризационными потерями. Необходимо также, чтобы по крайней мере при комнатной температуре в пределах рабочих частот не достигалась область аномальной дисперсии. При этом соверщенно нежелательны изменения диэлектрической проницаемости в зависимости от частоты. Только немногие из известных жидкостей, по-существу, могут удовлетворять этим требованиям [40, 41]. Недостаток градуировки по эталонам — влияние емкости двойного слоя, который для каждой эталонной жидкости может по-разному воздействовать на общую емкость преобразователя. Поэтому в. конкретном случае могут возникнуть затруднения при сравнении полученных данных, если преобразователи имеют разные геометрические постоянные (см. главу И). Кроме того, данный метод не дает одинаковой чувствительности по всему диапазону щкалы измерительного устройства. Поэтому строить калибровочную кривую нужно по смесям эталонных жидкостей, обладающих эддитивными свойствами в соответствии с требуемым диапазоном измерения. После градуировки величины е и ио отсчитывают по шкале. Этот метод используют в промышленности. [c.68]

Осн. работы относятся к физич. орг. химии. Свои первые исследования посвятил изучению дисперсии электромагнитных волн, определению диэлектрической проницаемости хим. соед. Применил новейшие методы исследования сте-реохимической структуры. В 1950-х занимался актуальным в то время конформационпым анализом. Провел (1923—1926) измерения аномальной дисперсии и абсорбции микроволн жидкими спиртами, что явилось первым эксперимен. подтверждением теории полярных молекул Дебая. [c.298]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология