Концентрирование на поверхности раздела

Представим себе поверхность твердого тела на границе с га-зом. Внутри твердого тела частицы (атомы, ионы или молекулы), образующие его решетку, правильно чередуются в соответствии с кристаллической структурой, причем их взаимодействия уравновешены. Состояние же частиц, находящихся на поверхности, иное—их взаимодействия не уравновешены, и поэтому поверхность твердого тела притягивает молекулы вещества из соседней газовой фазы. В результате концентрация этого вещества на поверхности становится больше, чем в объеме газа, газ адсорбируется поверхностью твердого тела. Таким образом, адсорбция представляет собой концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (твердая—жидкая, твердая—газообразная, жидкая газообразная). Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объемной фазы вещество называется адсорбатом. Адсорбция из смесей связана с конкуренцией молекул различных компонентов. Например, при адсорбции из бинарного жидкого раствора увеличение концентрации у поверхности одного компонента (сильнее адсорбирующегося) приводит к уменьшению концентрации другого (слабее адсорбирующегося). [c.436]

Хотя эти процессы являются самыми простыми из возможных реакций, протекающих в присутствии концентрированных водных растворов гидроксидов щелочных металлов, механизм этих превращений долгое время был непонятен. Депротонирование может протекать на поверхности раздела фаз, в органической фазе под действием экстрагированного гидроксида аммония или же внутри инвертной мицеллы. В настоящее время известно, что этот процесс протекает в результате экстракции QOH. Поскольку при этом не образуется липофильного галоге-нид-аниона, то отравления катализатора не происходит. Протонирование или дейтерирование промежуточно образовавшегося карбаниона протекает под действием небольших количеств НгО или ВгО, которые экстрагируются вместе с анионом. [c.214]

В системах из двух или большего числа компонентов взаимодействие на поверхности раздела фаз приводит к возникновению различия в составах поверхностного и внутреннего слоев данной фазы и, следовательно, к процессу уравнения составов этих слоев, т. е. к выравниванию состава всей фазы. Если этот процесс перемешиванием не ускоряется, а происходит только в результате диффузии, то скорость всего процесса в целом большей частью определяется скоростью выравнивания составов (вследствие медленности этого процесса). На самой поверхности раздела равновесие достигается более быстро. При растворении сахара, находящегося на дне стакана с чаем, образуется концентрированный сироп на дне, и если чай не перемешивать, то концентрации выравниваются по всему объему жидкости очень медленно. [c.488]

Наряду с понижением поверхностного натяжения и с приданием частицам эмульсии электрических зарядов, одинаковых по знаку, эмульгаторы могут стабилизировать эмульсию также и тем, что на поверхности раздела образуется компактная пленка из эмульгатора, обладающая известной механической прочностью Таки е пленки защищают частицы эмульсии от взаимного слияния (коалесценции) при возможных соприкосновениях, причем этот фактор может быть более важным,, чем действие электрических зарядов. Поэтому для стабилизации применяют мыла или другие вещества, образующие прочную пленку, в особенности в концентрированных эмульсиях, где эмульгаторы, сообщающие только заряд частицам, уже не обеспечивают устойчивости. [c.537]

Строение двойного электрического слоя в условиях специфической адсорбции. Адсорбция — концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними — может быть вызвана как электростатическими силами, так и силами межмолекулярного взаимодействия и химическими. Адсорбцию, вызванную силами неэлектростатического происхождения, принято называть специфической. Вещества, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными (ПАВ). К ним относятся большинство анионов, некоторые катионы и многие молекулярные соединения. Специфическая адсорбция ПАВ, содержащегося в электролите, влияет на структуру двойного слоя и величину ф1 потенциала (рис. 172). Кривая 1 на рис. 172 соответствует распределению потенциала в двойном электрическом слое в отсутствие ПАВ в растворе. Если раствор содержит вещества, дающие при диссоциации поверхностно-активные катионы, то за счет специфической адсорбции поверхностью металла катионы будут входить в плотную часть двойного слоя, увеличивая ее положительный заряд (кривая 2). В условиях, способствующих усилению адсорбции (например, увеличение концентрации адсорбата), в плотной части может оказаться избыточное количество положительных зарядов по сравнению с отрицательным зарядом металла (кривая 3). По кривым распределения по- [c.474]

Процесс самопроизвольного концентрирования вещества на поверхности какого-либо тела называется адсорбцией (поглощением). Так как любая поверхность раздела фаз обладает поверхностной энергией, адсорбция возможна на любой поверхности раздела фаз между жидкостью и газом, между твердым телом и газом, между двумя несмешивающимися жидкостями, между твердым телом и жидкостью. [c.121]

Основным методом отделения и концентрирования следовых количеств веществ является экстракция (см. гл. 38). Многие элементы можно перевести в соединения, малорастворимые в воде, но хорощо растворимые в органических растворителях. Применяя различные лиганды для комплексообразования, меняя рн водного раствора, степень окисления экстрагируемых катионов и применяя различные растворители для экстракции, можно варьировать степень извлечения и концентрирования. В идеальном случае извлекаемый элемент при встряхивании (для увеличения поверхности раздела фаз с целью ускорения достижения равновесного состояния) полностью переходит в органическую фазу, в то время как мещающие определению элементы остаются в водной фазе. Таким образом удается отделить следовые количества элементов от больших количеств других элементов (матрицы) и сконцентрировать их. [c.426]

Адсорбция — явление концентрирования вещества из объема фаз на поверхности раздела [c.200]

Адсорбцией называют самопроизвольное концентрирование на твердой или жидкой поверхности раздела фаз вещества с меньшим поверхностным натяжением. [c.326]

Адсорбцией называется процесс самопроизвольного концентрирования вешества из объема фаз на поверхности раздела между ними. Адсорбция — вторая, после диффузии, стадия многих гетерогенных химических реакций. Ее роль особенно велика в каталитических процессах. [c.272]

Таким образом, адсорбция представляет собой концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (твердая — жидкая, твердая — газообразная). Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом, а вещество, поглощаемое из объемной фазы,— адсорбатом. [c.15]

Для коллоидных систем, размеры частиц которых лежат в интервале 10 —10 см (100—1 ммк), удельная поверхность приобретает предельно большое значение при дальнейшем дроблении, если оно возможно в данных условиях, поверхность раздела исчезает и образуется гомогенная система — молекулярная смесь, или истинный раствор. Поэтому явления, происходящие на поверхности раздела фаз и называемые поверхностными (концентрирование энергии, адсорбция, смачивание), имеют огромное значение. На них, в частности, основаны рекуперация растворителей, обогащение руд флотацией, смазка, поглощение вредных газов и водяных иаров, получение устойчивых эмульсий, пен и пр. [c.49]

Как известно, адсорбция есть концентрирование вещества на поверхности раздела фаз. Определив значение предельной адсорбции (Г ) (см. гл. И1) и зная 5о —площадь, приходя- [c.137]

Отметим также работы по применению в технологии бериллия ионной флотации — нового метода концентрирования ионов и других заряженных частиц из водных растворов как с целью извлечения, так и разделения. В этом методе [761 используются специфические свойства, характерные для поверхности раздела фаз, в данном случае между жидкостью и газом. [c.203]

В двухфазной системе, состоящей из двух или более компонентов, состав поверхности разрыва (см. 1 гл. I) между фазами может заметно отличаться от состава соприкасающихся объемных фаз при этом в поверхности разрыва должны преимущественно концентрироваться компоненты, присутствие которых понижает свободную энергию системы. Это явление самопроизвольного концентрирования веществ в поверхности разрыва получило название адсорбции. Количественной мерой адсорбции -го компонента служит, по Гиббсу, величина Г , называемая также адсорбцией, или удельной адсорбцией, и определяемая как избыток массы (обычно — в молях) рассматриваемого компонента, приходящийся на единицу площади поверхности раздела фаз [c.44]

Вблизи поверхности раздела фаз величины для различных ионов меняются от значений, соответствующих объему одной фазы, до значений, характерных для объема другой фазы. Это приводит к перераспределению ионов между объемами фаз и поверхностью, так что зависимость ф(л ) приобретает более сложный характер по сравнению с моделью Гельмгольца. Обычно рассматривают величину потенциала фо поверхности твердой фазы относительно дисперсионной среды в простейшем случае (если в твердой фазе нет преимущественного концентрирования ионов одного знака у поверхности) эта величина равна разности потенциалов между фазами ф. Абсолютное значение величины фо также не может быть определено экспериментально. Как и в объеме фаз, поведение ионов вблизи поверхности раздела обусловливается тремя факторами, определяющими строение двойного слоя межмолекулярными силами (т. е. специфическими адсорбционными взаимодействиями ионов с поверхностью раздела фаз), электростатическими взаимодействиями ионов с заряженной поверхностью и друг с другом, а также тепловым движением ионов. [c.177]

Упругая деформация обнаруживается также для пен и концентрированных эмульсий. Величина напряжения сдвига определяется в этом случае ростом поверхности раздела фаз при деформировании частиц. Механические свойства отвержденных пен и других твердообразных ячеистых структур определяются их дисперсностью, строением каркаса и совокупностью механических характеристик дисперсионной среды и дисперсной фазы. [c.326]

Пена — это концентрированная эмульсия газа в жидкости. Характерным свойством пен является то, что пузырьки газа, связанные друг с другом отделяющими их пленками, образуют сплошную ячеистую массу. Эти ячеистые структуры, как и эмульсии, являются неустойчивыми. В пенах с пузырьками газа соприкасается сравнительно большая поверхность жидкости, а поскольку система стремится уменьшить поверхность раздела жидкость — воздух, то пена быстро разрушается. [c.266]

Площадь поверхности в дисперсных системах может уменьшаться за счет соединений мелких частиц в более крупные агрегаты, если частицы твердые, или слияния мелких капель жидкости. Капли жидкости, например в эмульсиях или аэрозолях, принимают форму шара, который имеет наименьшую поверхность при данном объеме. Однако во многих случаях и площадь поверхности твердого тела, и поверхность жидкости сократиться не могут. Например, не может уменьшиться самопроизвольно поверхность твердого пористого тела, хотя она и очень велика не может сократиться и плоская поверхность жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В этом случае уменьшение поверхностной энергии может произойти в результате снижения поверхностного натяжения при концентрировании на поверхности раздела фаз молекул газа или растворенного вещества. [c.156]

Смещать испытуемый раствор с раствором сульфата железа (II). Налить в пробирку под этот смешанный раствор слой концентрированной серной кислоты. При наличии в испытуемом растворе нитрата на поверхности раздела слоев образуется коричневое кольцо. [c.355]

Сорбция — это поглощение вещества (сорбата) твердыми или жидкими поглотителями (сорбентами). Различают адсорбцию — концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (адсорбента) и абсорбцию— поглощение вещества или газовой смеси объемом твердого тела или жидкости. [c.580]

Адсорбция — это концентрирование различных веществ на поверхности раздела двух систем (твердое вещество— жидкость, твердое вещество — газ, жидкость — газ, жидкость — жидкость). Вещество, которое удерживает на своей поверхности частицы, называется адсорбентом. Вещества, которые адсорбируются, являются а д с о р б а т а м и. Адсорбция может сопровождаться химической реакцией между адсорбентом и адсорбатом. Такой процесс называется хемосорбцией. [c.172]

Одним из первых катализаторов была серная кислота при нагревании крахмала с разбавленной серной кислотой К. С. Кирхгоф (Петербург, 1811) произвел осахаривание крахмала и организовал промышленное производство глюкозы. Подобным же каталитическим действием обладает серная кислота (и некоторые другие кислоты) при реакции дегидратации спиртов до простых эфиров или до олефинов, или при обратной реакции гидратации этих веществ до соответствующего спирта. Так, при приливании этилового спирта к нагретой концентрированной серной кислоте при температуре 140 °С образуется эфир, при 170 °С—этилен При нагревании эфира или этилена с разбавленной серной кислотой происходит обратная реакция гидратации до этилового спирта. Сама же серная кислота при этом не расходуется, и если бы не наличие побочных реакций окисления, могла-бы катализировать превращение неограниченно больших количеств спирта или эфира. Если катализируемое вещество и катализатор находятся в одном и том же агрегатном состоянии и не имеют видимых поверхностей раздела (подобно тому, как это было в описанном примере), катализ называют гомогенным, если же катализатор представляет собой твер- [c.145]

Согласно этой схеме, второй порядок отвечает стадиям (а) - - (б) (в), а третий порядок, наблюдающийся в условиях межфазового катализа, соответствует стадиям (а) (б) >(г), что связано с обезвоживающим действием концентрированной щелочи и десорбцией А с поверхности раздела фаз. Первый маршрут включает гетерогенные стадии (а), (в), а может быть, и (б), а во втором—замыкается гомогенный каталитический цикл (б) (г), не включающий гидроксильный ион. [c.45]

Такое поведение аппарата объясняется следующим образом. При увеличении расхода дисперсной фазы на входе в аппарат возникает слой частиц с более высоким значением концентрации дисперсной фазы, который по мере движения концентрированной волны начинает заполнять всю колонну. Поскольку по условию задачи уровень поверхности раздела фаз остается постоянным, т. е. общий объем смеси в рабочей зоне аппарата сохраняется, увеличение количества дисперсной фазы должно приводить к вытеснению избытка сплошной фазы. Этот избыток при принятой схеме регулирования отводится через клапан,установленный на стоке. Так как возникающий поток сплошной фазы направлен навстречу вспльгаающим частицам, значение концентрации дисперсной фазы, которое устанавливается за фронтом концентрационной волны, не соответствует новому стационарному значению, а несколько превышает его. Это превышение пропорционально значению объемной концентрации дисперсной фазы в апйарате до начала переходного процесса [c.130]

Хорошо известным примером реакций между двумя несмеши-вающимися жидкостями является нитрование бензола концентрированной азотной кислотой в присутствии в качестве катализатора серной кислоты. Реакция протекает в обеих фазах, но скорость реакции в кислотной фазе в несколько раз выше, чем в органической. Если поверхность раздела фаз недостаточна, чтобы обеспечить взаимное насыщение их, скорость реакции резко снижается. Льюис и Шун измеряли скорость реакции при постоянной поверхности раздела фаз и обнаружили, что скорость реакции является линейной функцией скорости перемешивания это примерно соответствует общему соотношению, согласно которому диффузия возрастает с увеличением линейной скорости потока в степени 0,8. Обе фазы приводились во вращение в противоположных направлениях отдельными мешалками. [c.177]

Процессу адсорбции ПАВ на поверхности раздела фаз под действием силовых полей в поверхностном слое противодействует процесс диффузии. В результате этих взаимно противоположных процессов в системе с достаточным количеством П.4В устанавливается термодинамическое равновесие между основным объемом фаз и поверхностной зоной. При этом молекулы ПАВ распределяются как на поверхности (концентрированно) так и внутри объема (разряженно). Соотношение между количеством адсорбированного на поверхности раздела вещества А, его концентрацией С и поверхностным натяжением имеет вид [c.67]

Трудно в настоящее время определить относительный вклад эффектов Гиббса и Марангони в реальных системах. Пленочный эффект Гиббса можно вычислить, но проблематичным остается наличие градиента поверхностного натяжения. Эластичность Гиббса практически должна быть равна нулю для концентрированных растворов ПАВ, так как а/с с О при концентрации ПАВ выше ККМ. Однако такие растворы являются сильно эластичными. Исследования ио затуханию волн позволят, вероятно, разъяснить эту проблему. Когда волна проходит вдоль жидкой поверхности раздела, наблюдается некоторое затухание амплитуда колебаний уменьшается из-за разности значений вязкйсти по объему жидкости. Затухание значительно усиливается, если жидкость является раствором ПАВ или имеется нерастворимый ыопослой. В этом случае волны расширяют и сжимают поверхность, вызывая противосилы, которые отсутствуют в чистых жидкостях. [c.88]

Пригородов В. Н., Никитина С. А., Таубман Л. Б., Кол-лоидн. Ж-, 30, № 4, 569 (1968). Стабилизация концентрированных эмульспй в условиях переноса поверхностно-активного эмульгатора через поверхность раздела фаз. [c.124]

Получены химические доказательства сетчатой структуры ВМ ПАВ на поверхности раздела стабильных высококонцентрированных и концентрированных эмульсий [4], а также определены геометрические показатели этих структурных образований. Методика работы была следующей. Из 1 мл водного раствора частично ацетилирован-ного поливинилового спирта определенной концентрации получали высококонцентрированную предельную эмульсию по методике Кремпева [28]. Микроскопически определяли площадь поверхности всех капель эмульсии (Sea). Эта величина по мере возрастания концентрации ВМ ПАВ проходит через максимум, лежащий в области — 5% ПВС в воде. До этого значения концентрации поверхность эмульсии, отнесенная к общему числу звеньев полимера ь i мл раствора, остается постоянной, а следовательно, и толщина адсорбционного слоя (б) сохраняет постоянное значение. При концентрациях более высоких, чем 5% ПВС величина Sпонижается, а б резко возрастает. [c.423]

Решающее влияние на толщину межфазного слоя оказывает присутствие в системе поверхностно-активных веществ. В этом случае в рассмотрение включается сорбционный слой поверхностно-активных веществ и возникает необходимость фиксирования некоторой более четкой границы раздела фаз, образованной в простейшем случае за счет мономолекулярной сорбции поверхностно-активного вещества на элементах одной из фаз, выступающей в данном случае уже в качестве дисперсной. В общем случае за поверхность раздела в подобных нефтяных дисперсных системах может быть принят поверхностный сорбционный слой, а также часть прилегающей к нему объемной фазы. Сформированную таким образом поверхность раздела возможно рассматривать как сорбционно-сольватный слой дисперстюй фазы, или граничный переходный слой между дисперсной фазой и дисперсионной средой, свойства которого изменяются под влиянием поверхностной активности компонентов дисперсной системы. Сорбционно-сольватный граничный слой можно рассматривать как более концентрированный раствор дисперсной фазы по сравнению с раствором в объеме. [c.41]

Следует отметить, что в случае систем с малой удельной поверхностью (макрогетерогенных) объемная концентрация Си практически равна общей концентрации С, так как убыль вещества в объеме раствора из-за концентрирования на поверхности даже при значительной адсорбции пренебрежимо мала. (Так, в случае додецилсульфата натрия предельная адсорбция Ат=5-10 ° моль/см достигается при концентрации 4-10- моль/л. Если адсорбция происходит на поверхности раздела раствор—воздух из объема [c.13]

В момент соприкосновения растворов ионы переходят из одного раствора в другой. Скорость перехода ионов из более концентрированного раствора в менее концентрированный будет больше, нежели скорость перехода ионов в обратном направлении. Так как подвижности катионов и анионов различны, то и количество их, проходящее в начале диффузии через границу соприкосновения растворов, будет различно. Если подвижность катионов больше, то их больше перейдет в менее концентрированный раствор, чем анионов. Тогда менее концентрированный раствор у поверхности раздела зарядится положительно, а более концентрированный — отрицательно. Вследствие этого скорость движения катионов начнет уменьшаться, а скорость движения анионов — увеличиваться. Через некоторое время скорости катионов и анионов сравняются и количества их, переходящие границу раздела между растворами, станут равными. Образуется двойной электрический слой с определенным скачком диффузионного потенциала. Диффузионные потенциалы невелики их величина не превышает нескольких сотых вольта. Точно измерить величину диффузионного потенциала трудно, так как она зависит не только от состава и концентрации прикасающихся растворов, но и от других причин, например формы сосуда. Поэтому при измерениях э. д. с. нужно сделать диффузионный потенциал возможно малым. Это достигается соединением двух различных электролитов солевым мостиком. Последний представляет собой концентрированный раствор соли, ионы которой обладают примерно одинаковой подвижностью (КС1, KNO3). [c.289]

Вычислить напряженность электрического поля в двойном слое у поверхности раздела металлический электрод— водный раствор электролита для случаев, когда избыточный поверхностный заряд равен 10 и 40 мкКлХ Хсм 2. Принять, что специфическая адсорбция отсутствует п что раствор концентрированный. [c.56]

Таким образом, поверхностное натяжение воды понижается в результате концентрирования дифильных молекул на поверхности воды (на грашще раздела воды с собственным паром) Концентрирование вещества на поверхности раздела фаз называется адсо бцией. [c.57]

Взаимная растворимость органических соединений в концентрированных растворах щелочей. В связи с крайне ограниченными возможностями гидратации органических молекул растворимость их в концентрированных растворах щелочей весьма мала. Так, ацетон довольно хорошо смешивается с водой, однако добавление щелочи приводит к его высаливанию из водной фазы, и уже в 28%-ном водном растворе щелочи растворимость ацетона не превышает 1,1%. В 50%-ном водном растворе щелочи растворимость ацетона составляет около 10 моль/л вследствие образования енолята, который фактически располагается на поверхности раздела фаз. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология