Адсорбция на гидрофобных поверхностях

Кривые для суммарных смол, выделенных из остаточного рафината, имеют больший тангенс угла наклона, чем для суммарных смол из депарафинированного масла и петролатума. Следовательно, при наличии в растворе полярных молекул ПАВ (присадок и смол) следует учитывать увеличение адсорбционной активности вследствие дополнительных электростатических сил взаимодействия ПАВ между собой и с поверхностью кристалла (адсорбента). При охлаждении такой системы с момента образования зародышей твердой фазы начинается процесс адсорбции смол и присадки на поверхности кристаллов. Наиболее вероятен в данном случае усложненный механизм построения адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на неоднородной поверхности твердой фазы. Насыщенный адсорбционный слой ПАВ для неоднородной в энергетическом отношении поверхности кристаллов, какой следует считать большинство реально существующих поверхностей твердых сорбентов в природе, может быть различной толщины на разных участках поверхности. При добавлении малых количеств присадки происходит адсорбция их молекул на наиболее активных участках гидрофобной поверхности кристаллов твердых углеводородов, при этом дифильные молекулы ПАВ ориентируются полярной частью в раствор, а углеводородным радикалом — на поверхности частиц твердых углеводородов. Это приводит к совместной кристаллизации молекул присадки и твердых углеводородов, которая способствует образованию крупных агрегированных структур, что, в свою очередь, увеличивает скорость фильтрования суспензии остаточного рафината. С увеличением содержания ПАВ в растворе одновременно с адсорбцией молекул на менее активных участках поверхности кристаллов происходит образование второго слоя молекул с обратной их ориентацией, т. е. полярной частью на поверхность твердой фазы. При этом присадка и смолы адсорбируются по всей поверхности кристаллов, не внося существенных изменений в их форму, но препятствуя росту кристаллов, а это снижает скорость фильтрования суспензии. [c.173]

Во всех случаях отмечали большее затухание фильтрации для свежего песка и наименьшее — при использовании песка, экстрагированного керосином после контакта с нефтью. В этом случае максимальный процент затухания фильтрации не превышал 6,3% даже для песка проницаемостью 0,1 Д. При исследовании нефти для песка, экстрагированного керосином, снижение проницаемости не превышало 2%. Следует подчеркнуть, что эти величины снижения проницаемости находятся в пределах погрешности опыта. При фильтрации сквозь свежий> песок величина затухания согласуется с содержанием асфальтенов в нефти и /Ссп.а-Полученные закономерности величин затухания фильтрации в зависимости от способа подготовки песка тоже хорошо согласуются с результатами определения влияния степени гидрофобности-твердой поверхности на величину адсорбции асфальтенов. Поэтому при содержании в нефти малого количества асфальтенов и при их малой активности величина адсорбции может быть такова, чтО она не повлияет на проницаемость породы, особенно при гидрофобной поверхности твердой фазы. [c.153]

Все больше находит применение ионная и молекулярная флотация, основанная на адсорбции на поверхности пузырьков ионов или молекул. Собиратель, как правило, образует с ионом нерастворимое гидрофобное соединение. [c.351]

Причиной защитного действия ВМВ является их адсорбция на поверхности коллоидных частиц, приводящая к созданию гидрофильной оболочки. В итоге гидрофобный золь приобретает свойства и устойчивость гидрофильного вещества. [c.203]

Наличие гидрофобных участков обусловливает прямой контакт их с нефтью и, следовательно, адсорбцию на поверхности породообразующих минералов активных компонентов нефти. [c.29]

Таким образом, для гидрофобных поверхностей ПАВ должны проявлять высокую поверхностную активность на границе раздела сред нефть — вода и вода — порода и ограничивать адсорбцию на гидрофильных участках поверхности пород. [c.68]

Особый интерес в последнее время вызывает использование для этих целей пленок Ленгмюра-Блоджетт, которые образуются при адсорбции на поверхности электрода гидрофобных молекул с концевыми гидрофильными группами. Так, молекулы диалкил-фосфорной кислоты (К0)2Р(0)0Н на границе раздела воздух/вода ориентируются таким образом, что гидрофильные группы >Р(0)0Н располагаются на поверхности воды, а гидрофобные углеводородные цепи вытягиваются над ней почти под прямым углом к поверхности электрода, образуя пленку. Такой электрод дает отклик на ионы кальция в присутствии [Ре(СК)б] ". Когда пленка полностью покрывает электрод, то вследствие торможения электродного процесса электровосстановление [Ре(СК)б] протекает при более отрицательных потенциалах. В присутствии Са на поверхности пленки образуется фосфат кальция. При этом молекулы диалкилфосфорной кислоты попарно сближаются и формируют ионные каналы , по которым комплексные ионы [Ре(СК)б] проникают к электроду (рис. 13.1). Диффузионный ток реакции [Ре(СК)б] + е 5== [Ре(СК)б] пропорционален концентрации Са " в растворе, т.е. электрод дает отклик на ионы кальция. [c.480]

В твердофазном иммунном анализе твердая фаза играет роль несущей подложки . Ее, однако, нельзя рассматривать как пассивный компонент. Можно использовать и химическую, и физическую адсорбцию антитела или антигена, хотя большинство иммунных определений основано на физической, нековалентной адсорбции. Как обсуждалось в разд. 7.8, даже физическая адсорбция представляет собой недостаточно изученный процесс. Связывание белков, по-видимому, имеет гидрофобную природу, и все же в естественной конфигурации белков в водном растворе гидрофильные группы стремятся расположиться на поверхности, а гидрофобные группы — внутри полимера. Следовательно, связывание с гидрофобными поверхностями неизбежно вызывает изменение кон- [c.574]

Адсорбция углеводородорастворимых фракций КПАВ на поверхности бурильной колонны приведет к инверсии ее смачиваемости. В свою очередь, на гидрофобную поверхность металла станут налипать мицеллы углеводородной добавки, выделенные из бурового раствора, с образованием в комплексе с КПАВ пленки. [c.89]

Но вполне возможно, что уже после создания слоя нефти (УВД) на вооружении через него будут проникать и водорастворимые фракции КПАВ, усиливая степень гидрофобности поверхности при адсорбции, ориентированные в порядке, аналогичном углеводородорастворимым фракциям КПАВ в один слой. [c.100]

В спирте, когда происходит смачивание обоих видов поверхностей кремнезема, частицы не прилипают друг к другу. Гидрофильные поверхности частиц смачиваются благодаря адсорбции молекул спирта, повернутых своими концевыми группами ОН в сторону кремнеземной поверхности. Гидрофобные поверхности кремнеземных частиц смачиваются благодаря наличию углеводородных групп в молекулах спирта (или таких групп у других молекул, имеющих полярные и неполярные сегменты). [c.822]

Адсорбция на гидрофобных поверхностях [c.968]

Авторы работы [147] при исследованиях адсорбции воды изучили природу гидроксильных групп на частично дегидратированной поверхности кремнезема и роль таких групп как центров кристаллизации. Очевидно, эта роль заключается в индуцировании определенной степени упорядоченности в отдельных кластерах молекул воды, присоединяемых к небольшим полярным центрам на гидрофобной поверхности, что в конечном счете ведет к формированию зародышей кристаллизации льда. Такая поверхность представляет собой основу для проявления эффекта [c.972]

Наличие масел обусловливает высокую степень гидрофобности поверхности шламов при ее сохраняющейся способности к адсорбции извести. [c.96]

Функция коллектора заключается в селективной адсорбции ПАВ на поверхности руды, чтобы она могла быть отделена от пустой породы. ПАВ адсорбируются на поверхности руды функциональными группами, оставляя гидрофобные хвосты на поверхности. Частичная гидрофобность поверхности притягивает пузырьки воздуха, снижая плотность и делая возможным процесс флотации. Частицы, не обладающие участками для адсорбции ПАВ, оседают на дно. Конечно, возможен и обратный механизм, по которому коллектор притягивается к загрязнителям, а желаемая руда выпадает в виде осадка [31]. [c.120]

Однако основное уравнение для скорости диффузии к частицам справедливо только тогда, когда диффундирующие молекулы захватываются частицами необратимо. В водных системах отсутствуют условия для захвата первичных водорастворимых радикалов мицеллами ПАВ и очень вероятно, что растущие олигомеры не будут постоянно оставаться в мицеллах по крайней мере до тех пор, пока их гидрофобные цепи не вырастут достаточно большими, чтобы вытеснить молекулу ПАВ. Аналогично, по-видимому, в углеводородной среде растущие олигомеры не будут склонны к необратимой адсорбции на поверхности частиц полимера до тех пор, пока не достигнут значительных размеров и, в действительности, будут находиться в состоянии динамического равновесия между разбавителем и частицами. [c.186]

В условиях практики модифицировать поверхности материалов могут также присутствующие в нефтях естественные ПАВ смолы, асфальтены, нефтяные кислоты и др. При адсорбции нефтяных ПАВ с достаточно плотной упаковкой молекул полярные подложки могут преобразоваться в неполярные с относительно низким уровнем свободной поверхносиюй энергии. Возможность такой инверсии экспериментально была подтверждена в работе /30/, в которой было показано, что нефтяные ПАВ по-разному модифицируют поверхности различной природы /30/ они существенно меняют свойства гидрофильных поверхностей, снижая их гидрофильность, и практически не сказываются на гидрофобных поверхностях. Так, значе- [c.100]

В случае гидрофобной поверхности адсорбция молекул ПАВ должна происходить при обратной ориентации дифильных молекул, т. е. можно ожидать в начале не уменьшения, а увеличения -потенциала, а потом уменьшения с дальнейшим ростом концентрации ПАВ в растворе. Подтверждением такого предположения являются результаты работы Поуней и Вуда, в которой при исследовании электрофоретической скорости капелек масла с добавлением олеата натрия наблюдалась обратная картина. [c.164]

Инверсия смачивания зa лючaeт я в качественном ее изменении за счет адсорбции ПАВ на твердой поверхности. Путем добавления ПАВ удается гидрофилизировать гидрофобные поверхности и вызывать их смачивание нодой и другими полярными жидкостями либо придавать гидрофобные свойства первоначально гидрофильной поверхности и делать ее плохо смачивающейся водой. Адсорбция ПАВ на твердой поверхности влияет не только на величину, но и на знак os 0. Зависимость os 0 от концентрации поверхностно-активного вещества называется изотермой смачивания. Кривая пересекает ось абсцисс в точке, соответствующей такой концентрации ПАВ, при которой os 0 = 0 и происходит изменение знака OS0, Точку А пересечения изотермы смачивания с осью концентраций ПАВ называют точкой инверсии смачивания (рис. 19.11). [c.315]

Полимолекулярные пленки белков позволяют изучать некоторые ферментативные реакции, устанавливать структурные особенности белковых молекул, научать иммунохимические явления и др. В частности, для изучения влияния линндных слоев на активность ферментов на гидрофильную и гидрофобную, т. е. смачиваемую и несмачиваемую водой, поверхности стекла наносили слои стеариновой кислоты различной кратности, а затем на эти поверхности из объема раствора наносили каталазу. Схема строения слоев стеариновой кислоты н фермента (Ф) показана на рис. 18. Оказалось, что большей активностью обладает фермент, адсорбирующийся на четном числе слоев стеариновой кислоты, если поверхность стекла вначале была гидрофильной. Такой же результат был получен при адсорбции фермента на нечетном числе слоев, нанесенных на гидрофобную поверхность. Это означает, что гидрофильная поверхность карбоксильных групп не инактивирует фермент. [c.47]

На неполярных адсорбентах из сильно полярных элюентов, например, водно-спиртовых смесей, сильнее адсорбируются молекулы, содержащие неполярные углеводородные цепи, циклы или группы (см. рис. 14.4 и 14.15). В основном эти молекулы удерживаются на неполярной (гидрофобной) поверхности за счет адсорбции их неполярных частей, т. е. за счет неспецифического межмолекулярного взаимодействия с адсорбентом, как это было показано в разделе 16.5 при адсорбции ароматических углеводородов из водных растворов на гидроксилированной поверхности кремнезема. Полярные же группы молекул дозируемого вещества при адсорбции на неполярном адсорбенте из полярного элюента уменьшают удерживание, так как их межмолекулярное взаимодействие с полярными грушпами молекул элюента, влияя на их ориентацию, ослабляет межмолекулярное взаимодействие молекул дозируемого вещества с адсорбентом и облегчает их возвращение в объем элюента. Таким образом, в этом случае удерживание в основном определяется, во-первых, неспецифическим межмолекулярным взаимодействием молекул дозируемого вещества с адсорбентом и, во-вторых, специфическим межмолекулярным взаимодействием этих молекул с элюентом, причем последнее уменьшает удерживание. Этот молекулярный механизм удерживания надо иметь ввиду, так как распространенный в литературе по жидкостной хроматографии термин обращеннофазная хроматография не передает существа дела. Действительно, из лекции 16 следует, что органические вещества, во-первых, удерживаются из водных растворов и на полярном адсорбенте (гидроксилированной поверхности силикагеля) и, во-вторых, порядок выхода органических веществ может быть изменен при изменении состава элюента как на полярном, так и неполярном адсорбентах. [c.307]

Сильно поверхностно-активные вещества (не стабилизаторы) могут быть дезмульгаторами устойчивых эмуЛьсий, т. е. способствовать их расслоению в результате коалесценции капелек. Адсорбируясь сильнее, чем стабилизатор, такие деэмульгаторы вытесняют его с поверхности капелек, но агрегативную устойчивость эмульсий они не обеспечивают, т. е. не могут предотвратить коалесценцию — слияние капелек. Адсорбируясь на твердых поверхностях, например на поверхности частичек пигментов или наполнителей, поверхностноактивные вещества второй группы могут резко изменять молекулярную природу твердой поверхности, т. е. условия ее избирательного смачивания на границе двух антиполярных жидкостей вода — масло. В результате такой ориентированной адсорбции поверхностно-активных веществ происходит гидрофобизация первоначально гидрофильных твердых поверхностей и, наоборот, гидрофилизация первоначально гидрофобных поверхностей. При этом особенно резко выражен эффект гидрофобизации он усиливается химической связью — фиксацией полярных групп поверхностно-активных веществ на соответствующих участках твердых поверхностей. Достаточно длинные углеводородные цепи, ориентированные при этом наружу, вызывают несмачивание такой поверхности водой или избирательное вытеснение воды с такой поверхности неполярной жидкостью (маслом). Такими гидрофобизато-зами являются прежде всего флотационные реагенты-собиратели. 4х задача состоит в том, чтобы в результате избирательной химической адсорбции или соответствующей поверхностной химической реакции понизить смачивание водой поверхности определенных твердых частичек, например минерала. Именно такие частички и прилипают к пузырькам воздуха в суспензии (пульпе) флотационной машины с образованием краевого угла, наибольшее гистерезисное значение которого определяет интенсивность прилипания (силу отрыва). На неокислен-ных металлах и сульфидах такими гидрофобизаторами бывают поверхностно-активные вещества со специфическими химически адсорбирующимися полярными группами, которые содержат двухвалентную серу или фосфор (например, алкил- и арилксантогенаты, тиофосфаты с металлофильными группами). [c.68]

В процессах адсорбции большое значение имеет характер частиц соприкасающихся фаз — полярный ли он или неполярный. Адсорбенты с неполярной поверхностью плохо взаимодействуют с полярными молекулами воды (вода не смачивает такие поверхности), почему они получили название гидрофобных (греч. hydor — вода и phobos — страх, неприязнь). Типичным представителем адсорбентов с гидрофобной поверхностью является уголь. [c.108]

При избирательном смачивании (напомним, что в этом случае угол О отсчитывается в более полярной фазе — воде) для водорастворимых ПАВ закономерности их влияния на os О аналогичны рассмотренным выше для смачивания. В отличие от этого, маслорастворимые ПАВ способны только к олеофилизации поверхности за счет их физической адсорбции или хемосорбции на полярной поверхности (см. рис. III—20, кривая 4). При избирательном смачивании гидрофобной поверхности маслорастворимые ПАВ способны к адсорбции только на поверхности вода — масло в этом случае о и увеличивают краевой угол. При гидрофобизации поверхности величина (д, — о )/о может стать меньше i—1 этому отвечает растека- [c.107]

При управлении избирательным смачиванием ПАВ могут вводиться как в водную (водорастворимые), так и в масляную (малорастворимые) фазу. В зависимости от природы ПАВ здесь могут осуществляться как гидрофилизация, так и гидрофобизация поверхности. При этом (рис. 111-20, кривая 4) маслорастворимые ПАВ способны только к олеофилизации поверхности за счет их физической адсорбции или хемосорбции на полярной поверхности (напомним, что при избирательном смачивании угол в отсчитывают в более полярной фазе—воде). При избирательном смачивании гидрофобной поверхности маслорастворимые ПАВ способны к адсорбции только на поверхности вода — масло, в этом случае они увеличивают краевой угол. При гидрофобизации поверхности величина (<Ттж, — о ,)/а ж,ж может стать меньше —I этому отвечает растекание масляной фазы по границе твердого тела с водой и полное оттеснение последней. Аналогично при полной гидрофилизации поверхности водная фаза оттесняет масляную. [c.129]

Ввиду наличия чрезвычайно развитой поверхности раздела фаз в лиофобных коллоидных системах, значение адсорбционных слоев обусловлено, прежде всего, тем, что они резко изменяют природу поверхностей раздела, хотя для их образования часто достаточно лишь очень небольшого количества вещества. При ориентированном расположении молекул поверхностноактивных веществ в адсорбционных слоях полярными группами к гидрофильной поверхности (или к гидрофильным участкам поверхности) и углеводородными цепями наружу, поверхность становится гидрофобной. Напротив, при расположении молекул углеводородными цепями к гидрофобной поверхности, а полярными группами наружу, поверхность становится гидрофильной. Соответственно изменяется устойчивость дисперсных систем в водной или углеводородной среде, например, гидро-фобизированные частицы становятся менее устойчивыми в водной среде, а гидрофилизированные частицы — более устойчивыми (см. главы шестую и седьмую). В ряде работ Ребиндера и его школы было установлено важное явление облегчения деформации и измельчения твердых тел при адсорбции на их микротрещинах поверхностноактивных веществ, что используется в процессах сверления, бурения, [c.98]

Гидрофобизация поверхности слюды в результате адсорбции ка-тионактивного ПАВ приводит, по-видимому, к смене знака структурных сил. Так, Пэшли и Израелашвили [184] экспериментально обнаружили в этом случае на малых расстояниях дополнительные (сверх П + П ) силы притяжения, в несколько раз превышаюпще моле кулярные. Этот эффект можно предположительно связать с образованием вблизи гидрофобных поверхностей граничных слоев воды с другой структурой, чем вблизи гидрофильных. На таких структурных изменениях воды вблизи гидрофобных участков молекул основываются, в частности, известные эффекты гидрофобного взаимодействия [185]. [c.240]

Следует с самого начала подчеркнуть, что независимо от материала подложки, на которой осаждается мономерный кремнезем, после того как завершена адсорбция мономолекулярного слоя кремнезема, дальнейшее отложение всегда происходит на уже сформировавшейся кремнеземной поверхности. Следовательно, очевидно, что с самого начала подложка должна быть восприимчива к осаждению мономерного кремнезема при значениях pH 8—10, когда процесс осаждения становится возможным. Ясно, что гидрофобные поверхности не восприимчивы к осаждению мономерного кремнезема и их следует превратить в гидрофильные за счет адсорбции поверхностно-активного вещества катионного типа или соответствующего полимера или каким-либо иным способом. Отрицательно заряженные поверхности (например, ионообменных пленок анионного типа, карбо-ксиметилцеллюлозы или полимеров, имеющих окисленную — карбоксилированную — поверхность) не восприимчивы к осаждению. Однако с помощью хорошо известных методов, применяемых для подготовки поверхностей к осаждению металлов, например обработкой раствором дихлорида олова, могут быть приготовлены поверхности, восприимчивые к осаждению кремнезема. Можно также применить обработку протравами — многоосновными солями металлов, например железа или алюминия, которые, как известно, изменяют заряд отрицательно заряженных поверхностей на противоположный (положительный). [c.120]

Адсорбция на поверхности кремнезема органических катионов, таких, как замещенные аммониевые ионы с длинными цепями, применяется прп отделении кремнезема методом флотации от руд [496]. Например, в случае когда хлоргидрат додециламина добавляется к суспензии тонко размолотого известняка, содержащего кремнезем, додециламмониевые ионы образуют адсорбированный слой на кремнеземе. Благодаря этому кремнезем становится гидрофобным и флотируется при барботировании воздуха через смесь. [c.792]

Образование центров кристаллизации льда. Интересное явление возникает при адсорбции паров воды на гидрофильных группах, расположенных на гидрофобной поверхности. В дискуссии по проблеме адсорбции воды на дегидратированной поверхности кремнезема Хертл и Хайр [142] сообщили, что молекулы воды адсорбировались более упорядоченным образом на одиночных группах SiOH или на изолированных спаренных группах SiOH по сравнению с адсорбцией на полностью гидроксилированной поверхности. [c.972]

Хемосорбция ПАВ из водных растворов и, следовательно, гидрофобизация поверхности адсорбента подготавливают следующий этап адсорбции — обычную физическую сорбцию ПАВ на гидрофобной поверхности. При этом образуется бимолекулярный адсорбционный слой, при условии наличия в растворе достаточного количества ПАВ (рис. 3.31), а на изотермах адсорбции могут возникать хорошо различимые ступеньки (рис. 3.32) — одна соответствует образованию насы-щеЕшого гидрофобизующего монослоя, а вторая — второму, гидрофилизующему насыщенному слою ПАВ. [c.590]

При адсорбции веществ на неполярных адсорбентах из сильнополярных элюентов, чаще всего — водно-спиртовых смесей (так называемый обращенно-фазовый вариант хроматографии), сильнее адсорбируются молекулы веществ, содержащих алкильные неполярные циклы или гр)Т1пы. В основном эти вещества удерживаются на неполярной (гидрофобной) поверхности за счет адсорбции неполярных частей их молекул, т. е. за счет неспецифического взаимодействия. Полярные гр)шпы молекул сорбата только уменьшают удерживание, так как они взаимодействуют с полярными группами молекул элюента, а это взаимодействие ослабляет межмолекулярное взаимодействие разделяемых молекул с сорбентом и облегчает их возвращение в объем полярного элюента. Таким образом, в этом случае удерживание в основном определяется, во-первых, неспецифическим взаимодействием — вещество - сорбент [c.304]

Гидрофилизация поверхностм — перевод гидрофобной поверхности в пчдрофильную путем плотной адсорбции на ней молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) (рис. 4). [c.79]

Так, в работе [44] была изучена сорбция наров воды и бензола активными углями в области высоких относительных давлений, Были взяты угли с разным объемом мезопор. Сравнение предельных сорбционных объемов пор Vs по бензолу и воде показало (табл. 2), что т по воде намного меньше, чем но бензолу, причем их разность сопоставима с объемами мезопор углей г ме- Это обстоятельство позволило авторам предположить, что при предельной сорбции паров воды объемно заполняются сжиженным паром только микропоры угля, а на поверхности переходных нор имеется только полимолекулярный слой, отвечающий относительному давлению, равному единице. Равновесие при адсорбции паров воды на гидрофобной поверхности угля устанавливается очень медленно. Плохое смачивание водой поверхности пор активного угля может служить препятствием для протекания процесса капиллярной конденсации паров воды в переходных порах. [c.31]

Структуры ПАВ, которые выступают в роли ингибиторов, обычно длинноцепные амины или карбоновые кислоты. Функциональные фуппы ПАВ, адсорбируясь на противоположно заряженной поверхности, способствуют развороту углеводородных радикалов наружу, таким образом обеспечивая наличие гидрофобной поверхности в коррозионно-активной атмосфере. Обычно длины углеводородной цепи достаточно для исключения возможности растворения молекулы ПАВ в воде и для осуществления покрытия поверхности. Зона покрытия также зависит от вида адсорбции. Это может быть монослойная адсорбция при низких концентрациях, либо мицеллярная или гемимицеллярная при высоких концентрациях. Следовательно, зона покрытия может носить и фрагментарный характер. [c.114]

Причиной многослойной адсорбции может быть и гидрофобное взаимодействие углеводородных цепочек макромолекул. Для мнсУго-слойной адсорбции характерна 5-образная форма изотермы адсорбции, левая часть которой (ленгмюровская) соответствует адсорбции на поверхности твердых частиц, а правая — межмолеку-лярному взаимодействию полимеров (рис. П.З). [c.74]