Поверхностное когезии

Влияние природы взаимодействующих компонентов иногда выражают через коэффициенты поверхностного натяжения о на границах Т—Ж, Ж—Т, Т—Т, а также угол смачивания 9с, выражающий степень лиофильности. Смачивание твердой поверхности носителя жидкостью (раствором) происходит при всех методах пропитки. Условия смачивания [32] могут быть определены энергетическими соотношениями в системе, т. е. величинами свободной энергии на межфазных поверхностях и соотношением между силами адгезии и когезии [81]. [c.132]

Чем меньше работа когезии жидкости озж, а, следовательно, и поверхностное натяжение последней и, чем больше работа адгезии жидкости к твердому телу От-ж, тем лучше жидкость смачивает поверхность твердого тела и наоборот. Поэтому в процессе пропитки следует использовать жидкости с низким поверхностным натяжением. Степень смачиваемости различных тел водой зависит от полярности молекул твердого тела. Такие полярные вещества, как карбонаты, силикаты, сульфаты являются гидрофильными. [c.132]

Рис.2.7. Зависимость плотности энергии когезии от критического поверхностного нат жени полимеров /56/

Существует зависимость между поверхностной энергией и плотностью энергии когезии вещества Е 1. Как видно из рис. 2.7, эта зависимость в случае органических полимеров имеет прямолинейный характер. На рисунке критерием оценки поверхностной энергии является критическое поверхностное натяжение а, , численно равное поверхностному натяжению жидкости, полностью растекающейся по поверхности полимера. [c.94]

Строго говоря, принцип независимости поверхностного действия выполняется не совсем точно, хотя некоторые количественные закономерности можно вывести. Представим себе столб бензола с поперечным сечением 1 см . Если столб разрезать поперек, то образуется поверхность, равная удвоенному поперечному сечению, т. е. 2 см . При этом будет затрачена работа А на разрыв межмолекулярных связей бензола. Она равна работе когезии Лк. [c.33]

Как известно, с повышением температуры поверхностное натяжение чистых жидкостей понижается, что связано с уменьшением сил когезии — молекулярного сцепления в жидкости вследствие увеличения среднего расстояния между молекулами. Ослабление взаимодействия между молекулами растворителя должно приводить к уменьшению работы адсорбции и, следовательно, поверхностной активности в соответствии с уравнением (43). Действительно, показано, например, что поверхностная активность натриевых солей жирных кислот (мыл) снижается с повышением температуры [5]. Вместе с тем известно, что в гомологических рядах ПАВ величина р при повышении температуры уменьшается (Р 1), т. е. при этом сглаживается различие в поверхностной активности соседних гомологов. [c.23]

Величина сил когезии зависит от природы (полярности) жидкости. При уменьшении полярности молекул растворителя и соответствующем уменьшении сил сцепления между ними понижается выигрыш энергии, который связан с переносом углеводородного радикала из объема раствора на поверхность раздела фаз, т. е. уменьшается величина ЛШ. Поэтому с переходом от воды неводным растворителям средней полярности наблюдается понижение поверхностной активности ПАВ, а также коэффициента р. Так, для форма-мида р=1,8 и АШ=1,4 кДж/моль, для нитробензола р==1,3 и Д У=0,44 кДж/моль, в связи с чем поверхностная активность одного и того же ПАВ в этих средах оказывается сильно пониженной по сравнению с водой. Из сказанного следует, что величину р можно рассматривать как одну из характеристик молекулярных свойств растворителей. [c.23]

Явление мицеллообразования характеризуется рядом особенностей. Подобно адсорбции мицеллообразование протекает самопроизвольно, т. е. с уменьшением энергии Гиббса системы. Действительно, силы когезии между полярными молекулами воды значительно выше, чем силы взаимодействия между углеводородными цепями и водой. Поэтому любые процессы, связанные с переходом углеводородных радикалов из воды в близкую по полярности фазу, энергетически выгод-ны В очень разбавленных (ниже ККМ) растворах стремление системы к убыли свободной энергии удовлетворяется за счет перехода молекул ПАВ в поверхностный слой и выталкивания углеводородных радикалов из воды в неполярную фазу. При полном насыщении адсорбционного слоя такая возможность исчерпывается. С дальнейшим повышением концентрации ПАВ минимизация энергии Гиббса может быть реализована лишь за счет структурных изменений в объеме раствора, т. е. путем образования мицелл. При этом гидрофоб- [c.38]

При соприкосновении двух разнородных твердых или жидких фаз вследствие взаимодействия разнородных поверхностных молекул возникает связь между этими фазами, называемая адгезией ( прилипанием ). Адгезия, следовательно, характеризует прилипание вещества одной фазы к веществу другой фазы и измеряется работой разрыва (или сопротивлением разрыву) соприкасающихся фаз на единицу площади контакта, Межмолекулярное сцепление между молекулами одной фазы называют когезией. [c.196]

Расчет работы адгезии и работы когезии иллюстрирует рисунок 37. При разрыве столбиков единичного сечения двух различных фаз (i и 2) затрачивается энергия на возникновение поверхностей раздела этих фаз с газом (обычно с воздухом) (фаза 0) с поверхностным натяжением и а. о соответственно. [c.196]

Таким образом, условием хорошего смачивания жидкостью твердого тела является слабое взаимодействие между ее молекулами (слабая когезия). Жидкости с малым поверхностным натяжением обычно хорошо смачивают поверхности. Например, углеводороды, поверхностное натяжение которых невелико и составляет около 20—30 мДж/м , смачивают практически любую поверхность. Вода, поверхностное натяжение которой при 20 °С составляет 72 мДж/м , смачивает лишь гетерополярные вещества (стекло, алюмосиликаты, некоторые минералы, ионные кристаллы). Ртуть (поверхностное натяжение 472 мДж/м ) практически не смачивает твердые тела. Принято называть лиофильными поверхности, хорошо смачиваемые жидкостью ( os 0 > 0), в частности гидрофильными — поверхности, сма- [c.198]

Если работа адгезии больше работы когезии, то капля жидкости, нанесенная на поверхность другой жидкости или твердого тела, не существует в виде капли (линзы), а растекается по поверхности, образуя тонкие слои или поверхностные пленки. [c.199]

Поверхностное натяжение и межмолекулярные взаимодействия внутри фаз обусловливают процессы смачивания и растекания капли жидкости на твердой или жидкой поверхности, а также явления когезии и адгезии. [c.311]

Работа когезии равна энергии, которую нужно затратить на разрыв сил сцепления между молекулами данной фазы. Числен.чо работа когезии (Дж/м ) равна удвоенному значению поверхностного натяжения [c.317]

Смачивание твердых частиц порошка жидкостью происходит в том случае, если оно приводит к понижению поверхностной энергии системы. Процесс смачивания является результатом взаимодействия молекул на границах раздела трех фаз жидкой, твердой и газообразной. Наличие или отсутствие смачивания зависит от соотношения сил когезии и адгезии (см. 19.2). Наличию смачивания отвечают соотношения от И7а> 0,5 до Условием не- [c.450]

Действительно, процесс разрушения кристаллической решетки не совершается мгновенно, а протекает ступенчато. Под действием измельчителя в твердом теле сначала возникают поверхностные микротрещины, которые затем постепенно разрастаются вглубь. Если эти трещины очень малы, то наличие сил сцепления между узлами кристаллической решетки, удалившимися друг от друга на значительное расстояние, приводит к когезии. В случае же адсорбции в эти микротрещины молекул газов, жидкости и частичной компенсации энергии Гиббса узлов кристаллической решетки вероятность залечивания микротрещины значительно снижается. Разрастаясь от последующих воздействий измельчителя и не залечиваясь от продолжающейся адсорбции в нее молекул адсорбирующегося компонента, трещина постепенно перекрывается други- [c.255]

Агрегация. Замыкание поверхностных свободных связей ча стиц друг с другом с образованием регенерировавших в какой-то степени участков кристаллической решетки (когезия) наблюдается и после измельчения твердого тела, в готовом порошке. Это явление приводит к агрегации, т. е. к образованию конгломератов, состоящих из нескольких мелких частиц, связанных силами когезии. При агрегации частиц часть свободной поверхностной энергии компенсируется и выделяется в окружающую среду в виде тепла. Агрегация частиц во время измельчения твердого тела также приводит к повышенным затратам энергии на их разрушение, величина которой может быть оценена по уравнению [c.296]

С поверхностным натяжением жидкостей тесно связаны две про изводные характеристики, называемые адгезией и когезией. [c.217]

Другой причиной потери сыпучести является агломерация в результате слипания частиц влажного материала. При значительной влажности между частицами возникают стягивающие их мениски и слои жидкости. Здесь играет роль поверхностное натяжение жидкости а и краевой угол 0 смачивания ею твердого тела. Адгезия Ша и когезия (в Дж/м ) определяются следующими уравнениями [c.279]

Прн растекании пленки на достаточно большой поверхности образуется м о и о м о л е к у л я р н ы й слой, поскольку с ростом площади пленки свободная поверхностная энергия системы непрерывно уменьшается. Образующийся монослой является плотным, так как боковая когезия между молекулами в пленке (Ц7с) стягивает его и препятствует разбеганию молекул. Если покрыть поверхность воды мелкой пылью (иапример, частицами талька), а затем нанести каплю масла , то пленка, растекаясь, сдвигает частицы на периферию. Таким путем, измеряя площадь пятна, можно найти 5 пленки. Известно также число молей (молекул) вещества в пленке я , поскольку вещество нерастворимо и нелетуче, а следовательно, целиком находится в пленке. [c.90]

Для структуры адсорбционного слоя весьма существенно взаимодействие между молекулами адсорбата. Если в случае физической адсорбции, осуществленной межмолекулярными силами (см. раздел IX.III), оно сводится к латеральной когезии —притяжению, то для хемосорбции характерно отталкивание. Оно обусловлено, во-первых, локализацией хемосорбции на определенных поверхностных центрах ( время жизни велико при больщих Е), приводящей к отталкиванию электронных оболочек соседних молекул, если их диаметр больше расстояния между центрами. Во-вторых, большие энергии вызывают поляризацию молекул адсорбата, и индуцированные диполи, ориентированные параллельно, взаимно отталкиваются. Все рассмотренные взаимодействия, создающие комплекс адсорбент — адсорбат, приводят к изменению поверхностного состояния. [c.129]

При растекании пленки на достаточно большой поверхности образуется мономолекулярный слой, поскольку с ростом площади пленки свободная поверхностная энергия системы непрерывно уменьшается. Образующийся монослой является плотным, так как боковая когезия между молекулами [c.98]

С ростом длины цепи увеличивается боковая когезия We и, следовательно, уменьшается число молекул с кинетической энергией If > U , находящихся в газообразной пленке. Таким образом, поверхностное давление насыщенного двумерного пара должно уменьшаться с ростом длины цепи. [c.105]

Чтобы получить связь поверхностной энергии с энергией сцепления молекул в объеме конденсированной фазы, введем величину называемую работой, или энергией когезии. Эта величина может быть определена как работа, которую необходимо совершить в обратимом изотермическом процессе разделения на две части столбика единичного сечения. Поскольку в таком процессе образуются две поверхности единичной площади, работа когезии равна удвоенному значению поверхностного натяжения № = 2<т. Если на единицу площади поверхности приходится п. молекул, каждая из которых до разделения тела на части взаимодействовала с соседними молекулами из другой половины тела, то Wк n,Zs Ull. Тогда поверхностная энергия может быть оценена как [c.22]

Приведенные выше соотношения между макроскопическими характеристиками твердых тел Ж, Рид, Е и ЗЧё/Ут) и величинами е и Ь наиболее приложимы для описания свойств ионных кристаллов, для которых потенциал сил протяжения между отдельными ионами отвечает закону Кулона (п=1). Однако здесь необходимо учитывать, что наряду с притяжением ближайших ионов существует отталкивание одноименно заряженных ионов следующей координационной сферы, снова притяжение в последующей сфере и т. д., т. е. необходимо производить суммирование взаимодействия всех пар ионов (с учетом. их знаков) по обе стороны от будущей поверхности раздела (рис. 1—9). Кроме того, должна быть учтена частичная релаксация в приповерхностном слое при разделении кристалла на части. Указанное суммирование энергий взаимодействия различных ионов дает в итоге численный коэффициент порядка единицы небольшое отличие результата от расчета по упрощенной схеме связано со знакочередующимся характером взаимодействий, когда взаимодействия удаленных ионов примерно компенсируют друг друга и основной вклад в работу когезии и поверхностную энергию дают ближайшие соседи. [c.25]

Определяют когезию на аппарате ДорНИИ. Метод основан иа отрыве друг от друга двух металлических пластин, склеенных битумом, причем одна из пластин закреплена, другая смещается под действием груза. Добавка поверхностно-активных веществ повышает сцепляемость битумов с каменным материалом. [c.86]

Рассмотрим количественные характеристики когезионного взаимодействия. При обсуищенни поверхностного натяжения на границе конденсированной фазы с воздухом (паром) отмечалось, что эта величина характеризует межмолекулярное взаимодействие внутри конденсированной фазы, т. е. когезионное взаимодействие, и равна работе образования единицы поверхности. Работа когезни определяется затратой энергии на обратимый разрыв тела по сечению, равному единице площадн. Так как при разрыве образуется поверхность в две ед1шицы площади, то работа когезии составляет [c.64]

Как видно из данных табл. П1. 1, закономерности адсорбции иа древесном угле определяются, главным образом, межмолекуляр-ньши взаимодействиями веществ в конденсировапном состоянии (силами когезии). С ростом когезионных сил увеличиваются поверхностное натяжение, температура кипения, критическая темпе- [c.144]

При увеличении концентрации ПАВ на поверхности и работы его когезии (уменьшение коэффициента растекания), что может быть вызвано, например, увеличением длины углеводородного радикала (рост энергии дисперсионного взаимодействия), создаютс т условия для конденсации пленки. В поверхностном слое образу-ются отдельные островки плотного монослоя (рои молекул), которые в процессе теплового движения передвигаются по поверхности значительно медленнее, чем отдельные молекулы. Вследствие этого поверхностное натяжение раствора оказывается больше (поверхностное давление меньше), чем оно могло быть при той же концентрации ПАВ при образовании газообразной пленки. Состояние пленок, способных к конденсации, описывает уравнение (III. 127). Пленки, образованные при сплошном заполнении поверхностного слоя, называют конденсированными. Твердые пленки обладают структурой, гродобной структуре твердого тела. Такая пленка если и течет, то очень медленно. [c.161]

Размеры ядер ССЕ битума БН-1У примерно в 1,5 раза больше, чем в АСМОЛ-1, Общее отношение концентрации дисперсной фазы к дисперсной среде убивает в ряду АСМОЛ-1 > битум ЕН-1У > АЛД, Интересно, что в этом же ряду убывает энергия когезии. Сказанное означает, что АСМОЛ-1 обладает избыточной свободной поверхностной энергией, а следовательно повышенной способностью к адгезии по сравнению с битумом ЕН-1У. [c.43]

Чем больше работа адгезии и чем меньше работа когезии, а следовательно, чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем лучше жидкость смачивает поверхность твердого тела. Поэтому жидкости с низким поверхностным натяженйём хорошо смачивают различные твердые поверхности. Так, масла и углеводороды смачивают все известные твердые тела. Их поверхностное натяжение колеблется в пределах 17—28 эрг/слг (см. приложение, табл. 1). Вода хорошо смачйвает только стекло, кварц и другие твердые тела. Ртуть, поверхностное натяжение которой очень велико, смачивает ограниченное число твердых тел. [c.14]

Мономолекулярная природа поверхностных пленок. Поверхностное давление [1—4]. Нерастворимое и нелетучее вещество, помещенное в небольшом количестве на поверхность жидкости с большим поверхностным натяжением (например воды), может оставаться в виде нерастекающейся капли, либо растекаться по поверхности. Необходимое и достаточное условие растекания вещества — более сильное притяжение его молекул к растворителю (воде), чем друг к другу. Иными словами, работа адгезии между веш,еством и жидкостью в этом случае превышает работу когезии самого вещества. Если это условие соблюдено, то молекулы растекающегося вещества стремятся прийти в непосредственное соприкосновение с жидкостью, обычно называемой подкладкой . Если позволяет площадь подкладки, растекающаяся жидкость образует мономолекулярный слой. Особое состояние вещества в этих пленках представляет большой интерес. [c.51]

АДГЕЗИЯ (лат. айНаез1о — прилипание) — молекулярная связь между поверхностными слоями двух соприкасающихся разнородных твердых или жидких тел. Если соприкасающиеся тела однородны, то А. переходит в когезию (сцепление). Предельная А. наступает во время сварки, пайки, лужения, склеивания. Для повышения А. в состав клея и пленкообразующих материалов вводят активные добавки, усиливающие связь. А. имеет решающее значение при образовании защитных лакокрасочных пленок, предохраняющих поверхность металла от коррозии. [c.7]

Чем больше работа адгезии жидкости к твердому телу и чем мешэше работа когезии жидкости, а следовательно и ее поверхностное натяжение, тем лучше жидкость смачивает поверхность твердого тела. Поэтому, жидкости с низким поверхностным натяжением хорошо смачивают различные твердые поверхности. Так, масла й углеводороды, у которых поверхностное натяжение на границе. с воздухом колебнется в пределах от 17— 25 эрг/сж (17 10 —25- Л0 2 смачивают все известные [c.134]

Величина поверхностного натяжения является мерой интенсивности молекулярно-силового поля в поверхностном слое. Поскольку поверхностное натяжение является результатом нескомпенсированности меясмолекулярного взаимодействия в разных фазах, оно определяется разностью интеисивности взаимодействия молекул внутри каждой фазы (когезии) и взаимодействия молекул различных фаз (адгезии). Интенсивность молекулярных взаимодействий внутри ф .зы в теории поверхностных явлений обычно обозначают термином полярность . Полярность вещества в очень больш(л1 степени связана с такими ее параметрами, как дипольный момент молекул, диэлектрическая проницаемость, поляризуемость молекул, способность к образованию водородной связи меясду молекулами. Существенную роль играют также плотность (молярный объем) вещества, геометрия строения ьолекул, ориентация молекул в поверхностном слое, определяющая направление силовых полей, возможная взаимная растворимость граничащих фаз, их химическое взаимодействие. [c.189]

Чтобы разорвать две несмешивающиеся жидкости по границе их соприкосновения, надо затратить работу, равную сумме поверхностных натяжений каждой из жидкостей за вычетО М поверхностного натяжения на границе жидкость — жидко1сть. Эта результирующая работа иааываетея работой адгезии. Для однородной жидкости вводится понятие работы когезии. [c.217]

I. Введение 169 2. Поверхностное натяжение 170 3. Сиачнванне. Растекание 174 4. Теплота смачивания 176 5. Краевой угол и его определение 177 6. Понятие об адгезии и когезии 180 [c.6]

Поверхностное натяжение характеризует различие молекулярных ] заимодействий в обеих фазах, образующих поверхность раздела, а Б случае границы жидкость — пар вдали от критической температуры — молекулярные силы сцепления в данной фазе, т. е. работу когезии с = 2ст. Поэтому наибольшими значениями поверхностного натяжения обладают жидкости и твердые тела с наиболее прочными межмолекулярньши связями. [c.65]

Стабилизация связана с образованием вязких, упругих и прочных гелеобразных слоев и в значительной мере обусловлена поверхностным мицеллообразо-ванием. Последнее, повыщая концентрацию мыла в поверхностном слое, увеличивает боковую когезию, а следовательно и прочность. Образование мицелл приводит также к поглощению неполярных загрязнений мылами в процессе солюбилизации. [c.338]

В ионных и ковалентных соединениях, а также металлах дисперсионная составляющая о отличается от ее значений для неполярных органических веществ в основном в пределах различия их плотностей. Поверхностное натяжение а таких соединений, в которых когезия обусловлена преимущественно недисперсионными (высокоэнергетическн-ми валентными) взаимодействиями, достигает очень высоких значений (103 мДж/м2 и более). Поэтому для них вклад дисперсионной составляющей в величину поверхностного натяжения о оказывается не столь значительным, как для углеводородов. Однако и в этих случаях силы притяжения на больших расстояниях, обусловливающие рассматриваемые в гл. IX явления потери устойчивости в коллоидных системах, связаны именно с дальнодействующими дисперсионными силами, которые, вследствие своей аддитивности, дают определяющий [c.28]

Разумеется, все сказанное о вкладе дисперсионных и недисперсион-яых взаимодействий в величину поверхностного натяжения справедливо и для величины работы когезии. [c.29]