Поверхностная активность в неполярной среде

Из правила П. Д. Ребиндера также следует, что дифильные молекулы поверхностно-активного вещества должны ориентироваться на границе раздела адсорбент — среда таким образом, чтобы полярная часть молекулы была обращена к полярной фазе, а неполярная часть — к неполярной. Воздух, если он является одной из фаз, можно считать неполярной фазой. Ориентацию молекул дифильных веществ, например, молекул жирной кислоты, на границе раздела между различными фазами поясняет схема, представленная на рис. VI, 1. [c.141]

Все исследованные нами неионогенные ПАВ (ОП-4, ОП-10, се-пароль-29, неонол 2В-13-17-12, нонал ДАР-18, неонол АФ9-12) представляют собой широкие фракции или смеси поверхностно-актив-ных компонентов, отличающихся друг от друга молекулярной массой, поверхностной активностью, растворимостью в полярных и неполярных средах, диффузионными свойствами. Так, например, ОП-10 представляет собой смесь полимер гомологов окси- [c.8]

Большой поверхностной активностью (адсорбционной способностью) обладают карбоновые кислоты и их соли. Объясняется это их дифильностью — одновременным сродством к растворителям полярного и неполярного типов. Наличие в молекулах ионов водорода или металла сообщает им сродство к полярной среде (вода, спирты и т. п.), а наличие развитого углеводородного радикала сообщает сродство к неполярной среде (углеводороды, воздух и т, п,), В связи с этим молекулы карбоновых кислот и их солей скапливаются на поверхности раздела фаз, ориентируясь полярной частью к полярной среде, а неполярной — к неполярной (рис, П.27). [c.122]

Другим примером систем, в которых сольватация, по-видимо-му, оказывает существенное влияние на устойчивость, могут служить дисперсные системы с неполярной углеводородной средой, играющие важную роль при производстве и применении нефтепродуктов. Такие системы, например, растворы поверхностно-активных веществ и высокодисперсные взвеси в углеводородах подробно изучены Г. И. Фуксом и его сотр. Оказалось, что устойчивость этих систем зависит от структуры молекул углеводорода и ее соответствия структуре молекул частиц дисперсной фазы, а. также от диэлектрической проницаемости среды и от наличия следов веществ с полярными и дифильными молекулами. Впрочем, для этих систем, как показал Овербек, нельзя пренебрегать двойным электрическим слоем и электростатическими взаимодействиями., [c.282]

Эмульгирующее действие как ионогенных, так и неионогенных поверхностно-активных веществ тем эффективнее, чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части молекулы эмульгатора между обеими фазами эмульсии. Это значит, что дифильная молекула хорошего эмульгатора должна обладать сродством как к полярным, так и к неполярным средам. Только при этом условии молекулы эмульгатора не будут растворяться преимущественно в какой-нибудь одной 1 фаз и будут находиться на межфазной поверхности. Сбалансированность молекул эмульгатора а простейшем случае определяется, с одной стороны, длиной углеводородной цепи и с другой — сродством ионогенной или полярной группы к воде. [c.375]

Свойства дифильных молекул коллоидных поверхност-но-активных веществ и области применения определяются не только абсолютными значениями интенсивности взаимодействия полярных групп с водной средой и углеводородной части с неполярной фазой, но и их соотношением. Количественно коллоидные поверхностно-активные вещества характеризуются гидрофильно-липофильным соотношением (или гидрофильно-липофильным балансом), устанавливаемым эмпирически. Подробно эта характеристика рассматривается при оценке эмульгаторов. [c.169]

Растворы многих органических поверхностно-активных веществ (спиртов, кислот и т. д.) в неполярных растворителях — бензоле, толуоле, вазелиновом масле повышают пластичность и ползучесть металлов. Весьма существенным фактором при этом является концентрация растворенного поверхностно-активного вещества. Если она меньше или больше оптимальной, то эффективность действия поверхностно-активного вещества уменьшается. Оптимальной считается такая концентрация, при которой на поверхности образца образуется насыщенный мономолекулярный слой. Для разных веществ она различна, но всегда соответствует правилу Дюкло — Траубе. Для проявления эффекта адсорбционного пластифицирования не меньшее значение имеют скорость деформации и температура. Действие органических поверхностно-активных сред на металлические монокристаллы можно наблюдать только в довольно узких интервалах температуры и скорости растяжения. Вне этих интервалов обнаружить эффект трудно, [c.226]

Дифильные молекулы поверхностно-активного вещества должны ориентироваться на границе раздела адсорбент — среда таким образом, что полярная часть молекулы обращается к полярной фазе, неполярная часть — к неполярной. [c.270]

Отсюда следует, что все полярные гидрофильные поверхности должны хорошо адсорбировать поверхностно-активные вещества из неполярных или слабополярных жидкостей и, напротив, неполярные гидрофильные поверхности хорошо адсорбируют поверхностноактивные вещества из полярных жидкостей. Именно на этом основано практическое применение полярных адсорбентов (силикагель, глины) для адсорбции поверхностно-активных веществ из неполярных сред и неполярных адсорбентов для адсорбции из полярных сред. При повышении температуры адсорбция из раствора умень- [c.270]

Действительно, если дисперсная фаза и дисперсионная среда (состоящая, в основном, из молекул растворителя) резко различаются по своей полярности, взаимодействие между ними будет незначительным, что создает благоприятные условия для адсорбции именно растворенного вещества (а не растворителя). Чем больше свободная энергия (пропорциональная разности полярностей) на межфазной границе, тем больше возможность снижения ее за счет адсорбции растворенного вещества, обладающего обычно промежуточной полярностью (ПАВ). Необходимо, таким образом, создать условия для проявления поверхностной активности, а следовательно, преимущественной адсорбции второго компонента. Например, для адсорбции бензойной кислоты из водного раствора следует применять неполярный адсорбент — уголь, для адсорбции ее из раствора в бензоле — полярный адсорбент, например силикагель. Если же мы применим силикагель для водного раствора, произойдет адсорбция полярных молекул воды и условия для адсорбции молекул кислоты окажутся неблагоприятными. [c.174]

Молекулярные кристаллы также представляют обширные возможности для изучения влияния состава жидкой среды на понижение прочности твердого тела. Так, для неполярных веществ, например твердых углеводородов, наибольшие эффекты понижения прочности проявляются под действием жидких неполярных сред, тогда как по мере увеличения полярности среды происходит повышение межфазной энергии и ослабление эффектов уменьшения прочности. Это иллюстрируется рис. XI—28, на котором в координатах, отвечающих уравнению Гриффитса, сопоставлены отношения прочностей чистых образцов нафталина Ро и — в Присутствии среды и соответствующих значений межфазной энергии 0о и Ста поверхностная энергия определялась расщеплением монокристаллов нафталина по методу Обреимова — Гилмана (см. 4 гл. I). Опыты с водными растворами типичных поверхностно-активных веществ (спиртов и кислот жирного ряда) показали, что [c.337]

Было изучено влияние на устойчивость и. коагуляцию золей гидрата окиси железа и сульфида мышьяка адсорбции неионогенных поверхностно-активных веществ, дифильные молекулы которых состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной полиоксиэтиленовой цепи. В зависимости от интенсивности взаимодействия поверхности коллоидных частиц с дисперсионной средой влияние неионогенных поверхностно-активных веществ на коллоидные системы оказалось различным даже в качественном отношении. Поверхностно-активные соединения при малых их концентрациях в системе не повышали гидрофильности частиц гидрата окиси железа и уменьшали устойчивость гидрозоля к действию [c.298]

Стабилизующее действие ПАВ определяется их способностью адсорбироваться на межфазной поверхности. Вследствие высокой поверхностной активности концентрация ПАВ в поверхностном слое в десятки тысяч раз превышает объемную концентрацию. В адсорбционных пленках, так же как и в мицеллах ПАВ, происходит ассоциация неполярных групп. Строение адсорбционного слоя зависит от природы ПАВ и межфазной поверхности, степени заполнения поверхности, введения в среду различных добавок. Изменение строения адсорбционного слоя отражается на его защитных свойствах. [c.410]

Несмотря на большое структурное сходство катализаторов межфазного переноса с поверхностно-активными веществами, они весьма различаются по каталитическому действию. Высокоэффективные катализаторы межфазного переноса обычно являются плохими поверхностно-активными веществами. Кинетические данные и способность ониевых солей ускорять реакции даже в неполярных средах подтверждают предположение, что суть их каталитического действия заключается не в образовании мицелл, а в создании каталитического цикла, включающего обмен ионами. Было показано [9], что реакция между 1-хлор-октаном и цианидом натрия катализируется как анионными поверхностно-активными веществами (например, додецилбен-золсульфонатом натрия), так и неионными поверхностно-активными веществами (например, продуктами реакции додеканола и тетрадеканола с 6 моль этиленоксида) однако скорости реакции при этом в 100—1000 раз ниже, чем при применении четвертичных аммониевых солей. Таким образом, мицеллярный катализ можно, конечно, рассматривать как межфазный, однако ои обладает своей спецификой и далее не будет обсуждаться в данной книге (см. обзоры [10—131). Отметим, однако, что, как правило, поверхностно-активные вещества тормозят реакции в двухфазной системе. Это, очевидно, связано с тем, что образование мицелл изменяет физические характеристики системы и, кроме того, большая часть поверхности раздела фаз занимается поверхностно-активным, веществом, что приводит к вытеснению катализатора межфазного переноса. Именно поэтому для каждой системы существует свой оптимальный размер катиона, когда он еще остается катализатором межфазного переноса, но уже не является поверхностно-активным веществом. [c.16]

Поверхностная активность в неполярной среде [c.795]

Многие исследователи [8, 45, 46, 102, 111, 112, 124] указывали на аномальные свойства нефтей в пористой среде, которые проявляются тем больше, чем меньше скорость фильтрации нефти. Сравнение закономерностей фильтрации и вытеснения из пористой среды нефти и изовискозной ей неполярной жидкости показывает, что явления, осложняющие указанные процессы, тесно связаны с содержанием в нефти поверхностно-активных компонентов [9, 45, 157, 184]. Затухание фильтрации тем больше и соответственно коэффициенты вытеснения тем меньше, чем больше в нефти поверхностно-активных веществ. [c.5]

А. Электрореологические дисперсные системы. К ним относятся суспензии диэлектрических частиц, главным образом кремнеземов, в неполярных слабоэлектропроводных средах. В электрическом поле они резко (на порядки) и обратимо изменяют предел текучести и эффективную вязкость, Наиболее изучены четырехкомпонентные системы, содержащие адсорбированный на поверхности частиц полярный а1стиватор, интенсифицирующий структурообра-аование, и поверхностно-активное вещество, регулирующее консистенцию суспензии. [c.186]

Применимость теории Дерягина для описания стабильности и коагуляции дисперсий в неполярных средах, содержащих поверхностно-активные вещества, успешно обосновал Парфит. Дальнейшее развитие физическая теория устойчивости получила также в работах В. М. Муллера. [c.13]

ПАВ обладают комплексом уникальных поверхностных и объемных свойств, что, помимо их высокой поверхностной активности, обусловлено способностью молекул ПАВ к ассоциации с образованием мицелл. Фундаментальной характеристикой мицеллобразую-идих мономеров является их дифилъностъ, т.е. присутствие в одной и той же молекуле полярной и неполярной частей. В водных системах, частным случаем которых являются и битумные эмульсии, полярная часть молекулы (так называемая головка ) гидрофильна, а неполярная ( хвост") - гидрофобна. Вопросам мицеллообразования посвящено достаточное количество работ, среди которых отдельно можно выделить труд [16]. В нем изложены теории и закономерности образования мицелл и явления солюбилизации. В этой же главе представлена лишь краткая качественная характеристика этих процессов. [c.66]

Было изучено влияние на устойчивость и коагуляцию золей гидрата окнси железа и сульфида мышьяка адсорбции неионогенных поверхностно-активных веществ, дифильные молекулы которых состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной полиоксиэгиленовой цепи. В зависимости от интенсивности взаимоде ствия поверхности коллоидных частиц с дисперсионной средой влияние неиоюгенных поверхностно-активных веществ на коллоидные системы оказалось различным даже в качественном отношении. Поверхностно-активные соединения при малых их концентрациях в системе не повышали гидрофильности частиц гихрата окиси железа и уменьшали устойчивость гидрозоля к действию электролитов. Это, очевидно, связано с промежуточным характером золя Ре(ОН)з, имеющего достаточно гидрофильные частицы. При больших концентрациях иеионогенные поверхностно-активные вещества вызывали коагуляцию золя Ре(ОН)з. [c.298]

С помощью ионных или даже нейтральных поверхностно-активных веществ, стабилизирующих коллоидные растворы малополярных органических реагентов в воде или, наоборот, полярных органических соединений в неполярных средах, оказалось возможным осуществить мйцеллярный катализ и на несколько порядков ( ) увеличить скорость многих органических реакций, придавая к тому же им регио- и стереоиаправленность. Ускорение реакций в 10 — 10000 раз ( ) достигается за счет как энергетической активации реагентов, гак и резкого увеличения локальной концентрации реа- [c.247]

Это, прежде всего, применение адсорбции из растворов на высокодисперсных порощках и пористых адсорбентах для очистки различных растворов от вредных примесей, либо для улавливания и концентрирования ценных веществ из разбавленных растворов. В соответствии с правилом уравнивания полярностей, поверхностно-активные лримеси, растворенные в водной среде, могут быть удалены из нее с помощью неполярных адсорбентов (обычно активированного угля) или же адсорбентов, на которых может происходить хемосорбция полярных групп молекул ПАВ. Чтобы повысить эффективность очистки стоков от растворенных ПАВ, часто используют высокодисперсные системы, возникающие при выпадении новой фазы из пересыщенного раствора (см. подробнее 5 гл. IV). Аналогичным способом могут быть извлечены и электролиты (см. подробнее в 6 гл. VII). При очистке от примесей маслорастворимых ПАВ неполярных сред (например, для повышения электрической прочности трансформаторных масел) используются полярные адсорбенты, в частности высоко-дисперсные глины и цеолиты. [c.92]

Наиболее эффективная защита системы (особенно концентрированной) от протекания процессов коагуляции, в том числе и при введении электролитов, обеспечивается применением поверхностно-активных веществ низкомолекулярных мицеллообразующих ПАВ и высокомолекулярных так называемых защитных коллоидов . Адсорбция таких высокоэффективных стабилизаторов приводит к возникновению на поверхности частиц струк-турно-механического барьера, полнсютью предотвращающего коагуляцию частиц и возникновение между ними непосредственного контакта, р 1звитие которого может вызвать необратимое изменение свойств систем. Роль структурно-механического барьера особенно велижа при стабилизации обратных систем — суспензий и золей полярных веществ в неполярных средах, в которых электростатическое отталкивание, как правило, не существенно. Полное предотвращение сцепления частиц благодаря образованию защитного слоя ПАВ может происходить не только в разбавленных золях, но и в концентрированных пастах в последнем случае ПАВ служит пластификатором, обеспечивающим легкоподвижность системы (см. гл. XI). Подбор ПАВ для стабилизации суспензий и золей различного типа сходен с выбором ПАВ для стабилизации прямых и обратных эмульсий это должны быть ПАВ, относящиеся к третьей и четвертой группам с высокими значениями ГЛБ при стабилизации суспензий и золей в полярных средах и низкими (маслорастворимые ПАВ) — в неполярных. [c.355]

Молекулярные кристаллы. Такие объекты представляют обширные возможности для изучения влияния состава Ж Щкой среды на понижение прочности твердого тела. Так, для неполярных веществ, например твердых углеводородов, наибольшие эффекты понижения прочв13сти проявляются под действием жидких неполярных сред, тогда как по мере увеличения полярности среды происходит повышение межфазной энергии и ослабление эффектов уменьшения прочности. Опыты с водными растворами типичных поверхностно-активных веществ (спирты и кислоты жирного ряда) показали, что в этих условиях соблюдается правило Дюкло—Траубе (см. гл. II, 2) одинаковое понижение прочности образцов нафталина наблюдается для каждого последующего гомолога при концентрации, в 3—3,5 ра 1а меньшей, чем дяя предыдущего (рис. Х1-28). [c.402]

Таким образом, при адсорбции нефтерастворимых ПАВ из неполярной фазы среды, при контакте металла с двумя несмеши-вающимися жидкостями типа нефть — вода на поверхности тела (металла) формируется двойной слой поверхностно-активных молекул. При этом первый слой закреплен на твердом теле химически и направлен гидрофобными группами в окружающую среду, а второй — обратно ориентированный — направлен гидрофильными группами в водную фазу.. Между этими слоями заключено равновесное количество углеводорода, что делает всю эту структуру похожей на пластинчатую мицеллу, закрепленную одной стороной на твердом теле. [c.126]

Ко второй группе относятся вещества, поверхностно-активные на границе двух несмешивающи.хся жидкостей или на твердых поверхностях раздела, но не образующие структур ни в объеме раствора, ни в поверхностных слоях. Адсорбируясь и тем самым понижая свободную поверхностную энергию жидкости или твердого тела, они облегчают процесс образования новых поверхностей, т. е. диспергирование в данной среде. Адсорбируясь на твердых поверхностях, поверхностно-активные вещества второй группы могут резко изменять молекулярную природу твердой повер.хности. В результате такой ориентированной адсорбции поверхностно-активных веществ происходит гидрофобизация первоначально гидрофильных твердых поверхностей. Эффект гидрофобизации усиливается химической связью — фиксацией полярных групп молекул поверхностно-активного вещества на соответствующих участках твердых поверхностей. Длинные углеводородные цепи, ориентированные наружу, вызывают несмачиванне такой поверхности водой или избирательное вытеснение воды с иоверхности неполярной жидкостью. [c.193]

Катионы железа этих добавок адсорбируются полярными асфальтенами, составляющими структурный каркас битума I типа, или отдельными асфальтенами битума II типа, а неполярный углеводородный остаток мыла располагается в дисперсионной среде битума, спутываясь и переплетаясь с надмолекулярными структурами смол. При этом создаются укрупненные, сшитые поверхностно-активным веществом дополнительные структурные сеткп в случае битумов I типа и вновь образовавшиеся пространственные структуры в случае битумов II типа. Эти структуры тиксотропны, обладают высокими упругими и эластическими свойствами и пределом текучести. [c.220]

Адсорбция ОП-10 на чистой кварцевой поверхности увеличивает статический краевой угол с 2-3 до 20-22°, поэтому добавка к вытесняющей воде может только снизить величину напряжения смачиваемости в гидрофильной пористой среде, насыщенной неполярной углеводородной жидкостью. Ускорение капиллярных процессов в случае применения ПАВ можно объяснить двумя причинами. Во-первых, в результате адсорбционных и некоторых других процессов возможно пониженное содержание ПАВ на фронте вытеснения, а отсюда межфазное натяжение на границе раздела жгщкостей оказывается несколько выше по сравнению со статическим межфазным натяжением при исходной концентрации реагента. Во-вторых, поверхностно-активные вещества способствуют более быстрому разрыву углеводородных пленок и подготовке поверхности твердого тела к ускоренному продвижению мениска в порах пласта. При капиллярном вытеснении естественных нефтей из пористой среды растворами некоторых ПАВ помимо указанных явлений происходит гидрофилизация поверхности, что приводит к дополнительной интенсификации капиллярных процессов. [c.43]

Устойчивость коллоидных систем в водной среде более высокая, если полярные группы поверхностно-активных молекул в адсорбционном слое обращены в воду, что повышает гидрофил ьность поверхности, и, напротив, более низкая, если в воду обращены углеводородные цепи, которые в водной среде стремятся к взаимному соединению. Разумеется, в неполярной углеводородной среде роль ориентации молекул в адсорбционных слоях для устойчивости коллоидов оказывается обратной. [c.146]

Все исследованные неионогенные ПАВ (ОП-4, ОП-10, сенарол-29, неонол 2В-13-17-12, нонал ДАР-18, неонол АФ9-12) представляют собой широкие фракции или смеси поверхностно-активных компонентов, отличающихся друг от друга молекулярной массой, поверхностной активностью, растворимостью в полярных и неполярных средах, диффузионными свойствами. При контакте нефти с водными растворами ПАВ эти нефтерастворимые поверхностноактивные компоненты способны диффундировать из растворов в нефть и снижать аномалии ее вязкости. [c.21]

Поверхностная активность ПАВ, согласно теории Ленг-мюра, обусловлена дифильным строением их молекул полярные группы втягиваются в глубь фазы, а неполярные углеводородные части выталкиваются в неполярную среду (воздух, газ), снижая тем самым поверхностное натяжение. С увеличением углеродной цепи на одну -СНг-группу поверхностная активность увеличивается в 3-3,5 раза (правило Дюкло-Траубе). Исходя из теории Ленгмюра, были впервые рассчитаны площадь, занимаемая одной молекулой, и длина молекулы ПАВ. [c.38]

Возможно, что основную роль в этом процессе играют примеси линолевой и линоленовой кислот, имеющих соответственно две и три двойных связи в своей углеводородной цепи. В растворах ароматических углеводородов признаков ухудшения качества феррожидкостей не наблюдалось. Кроме химической инертности феррожидкости на основе углеводородов могут иметь существенно большую намагниченность, чем жидкости на водной основе. Объясняется это тем, что только в неполярной среде на поверхности частиц можно гарантированно создавать защитные слои, толщина которых не превышает размера молекул поверхностно-активного вещества. В полярных же средах всегда сохраняется опасность возникновения неконтролируемого заряда частиц и появления излишне дальнодейст-вующих сил их отталкивания, которые ограничивают максимально возможную концентрацию частиц. В истории коллоидной химии еще не было случая, когда излишне большая величина сил отталкивания частиц оказывалась нежелательной. [c.756]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология