Поверхностное натяжение жидких веществ и водных растворов

ПРИЛОЖЕНИЕ V Поверхностное натяжение жидких веществ и водных растворов [c.812]

Смачивание. Под смачиванием понимают вытеснение жидкой фазой какой-либо другой фазы из твердого тела или жидкости. Типичным процессом смачивания является удаление воздуха из ткани при помощи воды или водного раствора моющего вещества. Смачивание зависит от поверхностного натяжения чем меньше натяжение, тем лучше протекает смачивание. Следовательно, наилучшими смачивающими свойствами должны обладать поверхностно-активные вещества с сильно разветвленной структурой, так как они наиболее эффективно снижают поверхностное натяжение. [c.479]

Эффект поверхностной активности вызывается способностью растворов некоторых веществ резко понижать поверхностное натяжение на жидкой или твердой поверхности раздела фаз. Основной интерес приобретает поверхностная активность водных растворов. [c.161]

Если взболтать смесь достаточного количества воды и жидкого жира, то жир разбивается на мелкие капельки и образуется эмульсия, т. е. дисперсная система из двух несмешивающихся жидкостей. Эмульсия, однако, не будет устойчивой, и при стоянии жир вновь всплывет на поверхность и образуется два слоя—жировой и водный. Если же к смеси добавить немного белка или щелочи, мыла, щелочно реагирующих солей (соды), желчи или некоторых других веществ, то при взбалтывании эмульсия станет устойчивой. Стойкость эмульсии может объясняться действием молекулярных сил между поверхностными слоями жировых шариков и раствором белка и пи мыла, получающегося при взаимодействии жира со щелочами. Эти силы, противодействуя стремлению жировых шариков к слипанию, удерживают эмульсию в стойком состоянии. Примером такой эмульсии может служить молоко. Желчь содержит соли желчных кислот, сильно понижающие поверхностное натяжение, что существенно способствует устойчивости жировой эмульсии и имеет большое значение для переваривания жиров в организме. [c.58]

В водоэмульсионных красках жидкой фазой, ответственной за смачивание, является водный раствор поливинилового спирта, который обладает довольно высоким поверхностным натяжением, а чем оно выше, тем ниже смачивающая способность. Уменьшить его можно введением поверхностно-активных веществ, лучше неионного характера, например, уже упоминавшегося ОП-7. Двух-трех капель его на 100 г краски бывает достаточно, чтобы резко снизить поверхностное натяжение. [c.49]

Наиболее эффективный компонент водных растворов, способствующий резкой интенсификации процесса очистки, — поверхностно-активные вещества (ПАВ) ПАВ играют роль пенообразователей, понижая поверхностное и межфазное натяжение, улучшая смачивание поверхности и оказывая диспергирующее действие на твердые загрязнения и эмульгирующее — на жидкие. Большинство современных моющих, очищающих, обезжиривающих и травящих составов содержат ПАВ. При этом содержание ПАВ в щелочных растворах должно быть не более 10 %. [c.107]

ПРИЛОЖЕИИЕ V Поверхностное натяжение жидких веществ н водных растворе [c.812]

Образующиеся глицерин и соли карбоновых кислот растворяются в воде при повышенной температуре. Минеральные масла не растворяются в щелочных средах, однако они способны образовывать водные эмульсии в присутствии специальных веществ — эмульгаторов, понижающих поверхностное натяжение на границе масло — раствор, что облегчает отрыв масляной пленки от основного металла. В качестве эмульгаторов применяют мыло, жидкое стекло НааЗЮз, органические смачивающие поверхностно-активные вещества сиитанол ДС, сульфанол НП-3 и др. [c.276]

Минеральные масла не растворяются в щелочных средах, однако они способны образовывать водные эмульсии в присутствии специальных веществ — эмульгаторов, понижающих поверхностное натяжение на границе масло — раствор, что облегчает отрыв масляной пленки от основного металла. В качестве таких эмульгаторов применяют жидкое стекло НагЗЮз, органические смачивающие поверхностно-активные вещества—синтанол ДС, сульфанол НП-3 и др. При погружении деталей в горячий щелочной раствор жировая пленка разрывается и образуются капли масла, которые под действием эмульгаторов, теплового движения жидкости, при перемешивании отрываются от металла и переходят в состояние эмульсии. Моющее действие ПАВ сводится [c.134]

Присутствие поверхностно-активных веществ (ПАВ) вызывает понижение поверхностного натяжения растворов вследствие повышения концентрации их на границе раздела фаз жидкость — газ. В дисперсных системах резко изменяется природа поверхности раздела и соотношение поверхностей фаз. Большая поверхность будет находиться на границе раздела твердое — жидкость и меньшая — на границе раздела жидкбсть — газ. Добавление ПАВ может изменить в большей или меньшей степени природу поверхностей, раздела фаз, гидрофобизируя или гидрофилизируя твердое и понижая или повышая поверхностное натяжение жидкого. Вследствие гидрофобизации в водной среде уменьшаете устойчивость дисперсных систем, наступает их флокуляция [3]. [c.113]

Как подчеркивал Ребиндер в своей работе Вода как поверхностно-активное вещество обеднение поверхностного слоя раствора молекулами растворенного вещества сопровождается обогащением его молекулами растворителя, т. е. отрицательная адсорбция растворенного вещества эквивалентна положительной адсорбции растворителяпри этом растворитель может рассматриваться как поверхностно-активное вещество. Ребиндеру удалось измерить поверхностное натяжение во всем интервале концентраций от чистой воды до чистой расплавленной соли. На рис. II—4 приведены результаты экспериментов, проведенных на системах AgTl(NOз)2—НгО пр,и 90°С (кривая /) и AgNH4(NOз)2—НгО при 100°С (кривая 2) для сравнения приведена также изотерма поверхио-40 80 %Н20 стного натяжения водного раствора масляной кислоты при 90°С (кривая 3). Линейный рост поверхностного натяжения происходит в области концентраций лишь примерно до 30% соли (соль действует как поверхностно-инактивное вещество). В левой части изотерм, при малых концентрациях воды в жидкой соли, зависимость поверхностного натяжения от концентрации оказывается иной вода подобно обычному поверхностно-активному веществу резко снижает поверхностное натяжение соли уже при введении в малых количествах. [c.50]

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]

Из экспериментальных работ, посвященных изучению влияния эффекта поверхностной конвекции на скорость массопередачи без химической реакции, необходимо отметить исследования [123, 125—128]. П. Бриан с сотр. [125] в пленочной колонне из разбавленных водных растворов десорбировали в азот вещества, понижающие поверхностное натяжение (метилхло-рид, этиловый эфир, триэтиламин, ацетон). Интенсивность нестабильности критерия Марангони оценивали трассерным методом в качестве инертного трассера использовали для жидкой фазы пропилен, для газовой фазы — воду. Результаты работы свидетельствуют о том, что по достижении критического значения числа Марангони коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличивается, причем максимальное увеличение составляет 3,6 (по сравнению с десорбцией пропилена из воды). Это косвенно свидетельствует о существовании поверхностной конвекции в жидкой фазе. В газовой фазе коэффициент массоотдачи оставался постоянным. [c.98]

Углеводородный хвост водорастворимого ПАВ трудно совмещается с окружающей водной средой. Однако причина этого— не отталкивание между ним и молекулами воды. Силы вандерваальсова притяжения между углеводородной цепью и молекулами воды даже несколько превосходят силы притяжения между отдельными углеводородными цепями, но суще-, ственно уступают силам притяжения между молекулами воды. Жидкая вода имеет трехмерную структуру, в которой ее молекулы соединены водородными связями, непрерывно разрывающимися и образующимися вновь. Углеводородные цепи растворенного ПАВ нарушают взаимодействие между ближайшими молекулами воды, изменяя ее структуру. В большинстве случаев раствор стремится сохранить структуру воды, вследствие чего молекулы ПАВ вынуждены занимать такое положение, в котором их цепи были бы, по крайней мере частично, удалены из объема раствора. Наиболее очевидный путь к достижению этой цели состоит в накоплении молекул ПАВ на границе между водным раствором и воздухом, а также на поверхностях раздела с частицами масла и твердых веществ, если они присутствуют в системе. Такая адсорбция ПАВ на пограничных поверхностях оказывает очень большое влияние на свойства последних и особенно на межфазные натяжения, которые сильно понижаются. Например, поверхностное натяжение 10" М раствора ПАВ при 20 °С составляет около 0,3—0,4 мН/см, тогда как для чистой воды эта величина равна 0,73 мН/см. При увеличении концентрации ПАВ в воде наступает момент, когда его молекулы должны изыскивать другой способ удаления своих углеводородных хвостов из объема раствора. Поэтому они начинают соединяться в агрегаты более или менее правильной сферической формы, в которых их гидрофобные участки ориентированы внутрь, а полярные головные группы — наружу. Такие агрегаты называются мицеллами, а концентрация, при которой начинается их образование, — критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При концентрациях ниже ККМ термодинамические свойства растворов ПАВ близки к тем, которыми должны обладать разбавленные растворы, содержа-щие неассодиированные молекулы. Однако при брлее высоких [c.510]

При адсорбции сложных молекул прямое определение плотности вещества в жидком состоянии становится невозможным. Так, молекулы ПАВ, состоящие из длинных Гидрофобйых (углеводородных) и гидрофильных (например, оксиэтилированных) цепей в зависимости от их длины могут находиться не только в жидком, но и в пастообразном или твердом состоянии. Возможно, однако, достаточно на(дежное определение молярных объемов этих веществ косвенным путем на основании измерений поверхностного натяжения их водных растворов. [c.65]

Бехер [89] показал, что при концентрации ПАВ в водных растворах, близкой к первой критической концентрации мицеллообразования (ККМ ), молекулы ПАБ настолько плотно упакованы, что такой поверхностный слой обладает свойствами чистой жидкости. Следовательно, поверхностное натяжение раствора ПАВ вблизи ККМ1 Должно быть равно поверхностному натяжению чистого ПАВ в жидком состоянии. На этом основании предложено [90] использовать экспериментально измеренные значения поверхностного натяжения при ККМ1 для вычисления молярного объема жидких ПАВ при помощи парахоров этих веществ [c.65]

Поскольку при адсорбции органических соединений из водных растворов всегда имеют дело с конкуренцией между молекулами воды и органического вещества (обстоятельство, значение которого было подчеркнуто Бокрисом, Деванатханом и Мюллером [20]), то для понимания отличающегося поведения разных металлов было бы важно знать свободную энергию смачивания незаряженной поверхности металла водой. Для жидких металлов величина эта может быть определена из поверхностных натяжений металла и воды и пограничного натяжения металл — вода в максимуме электро-капиллярной кривой. К сожалению, такие данные имеются только для галлия. Свободная энергия смачивания в этом случае оказывается равной 170—190 эрг/см" , что заметно превышает величину для ртути 125 эрг см . [c.307]

Эффект поверхностной активности вызван способностью некоторых веществ при их растворении даже в незначительных жонцентрациях резко понижать поверхностное натяжение на поверхности раздела жидкой и твердой фаз. Большой интерес приобретает поверхностная активность водных растворов, так как большинство известных поверхностно-активных веществ растворимо в воде. [c.195]

Экстракция менее чувствительна к явлениям газовыделе-ния, чем сорбция с неподвижным слоем смолы, так как газы легко удаляются из экстрагента при перемешивании жидкой фазы. По этой же причине экстракция менее чувствительна к выделению из водного раствора твердых веществ. Вместе с тем ввиду более высокого поверхностного натяжения на границе раздела смола—раствор по сравнению с границей раздела экстрагент— раствор при контакте со смолами легче выделяются твердые вещества из коллоидных растворов вследствие коагуляции на границе раздела фаз. [c.213]

Получение а-моноглицеридов, не содержащих изомеров и диглицеридов, является довольно сложной задачей вместе с тем качество сульфоэфиров моноглицеридов в значительной степени зависит от чистоты и однородности исходных продуктов. Очистка технических моноглицеридов (предназначаемых не только для сульфоэтерификации) описана Фьюджем и Гросом [185]. Они установили, что технические моноглицериды, свободные от кислоты, содержат лишь около 50% моноглицерида, остальное— диглицерид с некоторым количеством глицерина, который легко вымывается водой. Этим авторам удалось получить из технического продукта моноглицериды 80—92%-ной чистоты тремя различными методами. Первый метод заключается в перекристаллизации из водного раствора этилового спирта последний может быть заменен метиловым или изопропиловым спиртом, а также ацетоном. Второй метод предполагает перекристаллизацию из гексана, растворяющего диглицериды, но не растворяющего моноглицериды. В третьем методе используется распределение веществ межд двумя несмешивающимися жидкими фазами—гексаном и водным раствором этилового спирта. Те же авторы [186] изучали влияние моноглицеридов кислот, содержащих 8—18 атомов углерода, на межфазное поверхностное натяжение на границе раздела систем масло—вода, в том числе минерального и растительных масел и ряда обычных несмешивающихся с водой растворителей. [c.40]

Одна из интересных особенностей жидких фторуглеродов — необычайно малое поверхностное натяжение, значительно меньшее, чем у соответствующих углеводородов. Низкое поверхностное натяжение фторуглеродов и их производных дает возможность применять эти соединения в качестве поверхностно-активных веществ. Например, разбавленные растворы перфокарбоновых кислот с длинной цепью снижают поверхностное натяжение воды сильнее, чем любые другие вещества, Введение фторуглеродных кислот или их солей (з количестве менее 1%) уменьшает поверхностное натяжение воды примерно с 72 до 20 дин1см. Перфторкарбоновые и моно-гидроперфторкарбо,новые кислоты используют в качестве эмульгирующих и диспергирующих агентов, в частности для получения водных дисперсий политетрафторэтилена. [c.29]