Исследование адсорбции ПАВ на границе раздела раствор—газ

Работа 1. Исследование адсорбции ПАВ на границе раздела раствор—газ [c.29]

Потенциал нулевого заряда является важной электрохимической характеристикой электродов. При потенциалах, близких к п. н. з., некоторые свойства металлов достигают предельных значений велика адсорбция ПАВ, максимальна твердость, минимальна смачиваемость растворами электролитов и др. Исследования двойного электрического слоя позволили более широко рассмотреть вопрос о природе скачков потенциала на границе раздела фаз. Скачок потенциала на границе металл — раствор обусловлен в основном переходом заряженных частиц из одной фазы в другую. Однако существенную роль здесь играет также адсорбция ионов и полярных молекул. Гальвани-по-тенциал между фазами L и М можно рассматривать как сумму трех разнородных потенциалов [c.475]

Поверхностная активность исследованных ПАВ, характеризуемая зависимостью поверхностного натяжения растворов от концентрации (рис. 12.4), находилась в соответствии с их дестабилизирующим влиянием на пленки. Сопоставление рис. 12.3 и 12.4 позволяет сделать вывод, что существует корреляция между поверхностной активностью и, следовательно, адсорбцией ПАВ на границах раздела и устойчивостью пленок. Прн предельном содержании ПАВ 1-10 моль/дм- - к показывают расчеты, во всех случаях практически достигается образование плотного мономолекулярного слоя на границе жидкость— газ, причем площадь, занимаемая одной молекулой, составляет л 2-10 см [547]. [c.204]

Свойства коллоидных растворов зависят не только от степени их дисперсности, но и от их природы. Как показали многочисленные исследования, ца границе раздела между дисперсионной средой и частицами дисперсной фазы возникает так называемый двойной электрический слой, который играет важную роль в агрегативной устойчивости лиофобных систем. Этот слой может возникать либо в результате адсорбции ионов определенного знака (потенциалопределяющие ионы) на поверхности коллоидных частиц, либо вследствие электролитической диссоциации молекул поверхностного слоя самих частиц. [c.173]

Таким образом, приведенные в настоящей главе данные указывают на важную роль адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз полимер — твердое тело в процессах получения и использования гетерогенных полимерных материалов. Исследование адсорбции полимеров из растворов - средство выяснения закономерностей такого взаимодействия, которое существенно облегчает понимание процессов, происходящих в реальных системах, имеющих практическое значение. [c.182]

В трудных для исследования случаях — качественный и количественный анализ состава жидкостей (особенно водных растворов), пластмасс, твердых тел, порошков, анализ микроколичеств (жЮ г), изучение физических свойств сверхтонких пленок (0,6—2 нм), поверхностных образований (адсорбция, химия поверхности, в том числе полупроводников), изучение процессов в клетках и тканях (биохимия, биофизика, биология)—используют метод, известный как спектроскопия многократно нарушенного полного внутреннего отражения. Суть его состоит в следующем. При падении света на границу раздела двух сред (рис. 32.7) под углом больше критического луч проникает во вторую сферу, оптически менее плотную. Если эта среда прозрачна (/4=0), происходит полное внутреннее отражение ( = 100%). При наличии поглощения (АфО) происходит ослабление падающего света вследствие его взаимодействия с поглощающей [c.765]

При рассмотрении адсорбции из растворов на твердом адсорбенте, так же как при исследовании адсорбции на границе раздела жидкий раствор-газ , необходимо учитывать все межмолекулярные взаимодействия в растворе между молекулами растворителя, между растворенным веществом и растворителем, между растворенными веп ствами. В то же время необходимо учитывать сложное строение поверхности твердого тела, его силовое поле, что, как вы понимаете, не так-то просто. [c.61]

Величины межфазной прочности для бензола, и-гептана и циклогексана практически одинаковы (табл. 8). В случае н-геп-тилового спирта межфазная прочность понижается практически до нуля. Это может быть связано с тем, что к-гептиловый спирт более поверхностно-активное вещество, чем ПВС и ПВФ. Ридил и Сюзерленд [125] при исследовании кинетики адсорбции молекул низших алифатических спиртов из водного раствора на границе раздела с воздухом с помощью измерений поверхностного натяжения по методу струй пришли к выводу, что гептиловый и октиловый спирты обладают аномальными гидродинамическими свойствами у поверхности раздела. Эти особые гидродинамические свойства адсорбционного слоя к-гептилового спирта могут привести к затруднению создания прочной двухмерной структуры ПВФ и ПВС. [c.197]

Адсорбция смеси полярного с неполярным полимером на границе раздела сажа Графой — жидкость изучена в работе [150]. Исследование адсорбции проводилось как из смеси растворов полимеров, так и путем добавления раствора одного полимера в адсорбционную систему, содержащую другой полимер и доведенную до равновесия. В последнем случае можно следить за вытеснением молекул одного полимера молекулами другого. Использовались следующие полимеры неполярный полистирол, меченный (ПСТ), полярные поливинилацетат (ПВА) и полиметилметакрилат (ПММА). В качестве растворителей применялись толуол — термодинамически хороший растворитель для полистирола и бутанон-2 — плохой растворитель для этого полимера. [c.76]

Даже в случае ртутных электродов в целом ряде случаев исследований кинетики очень быстрых электродных процессов различными нестационарными методами были получены сильно различающиеся значения констант скоростей. Принято считать, что эти расхождения являются отражением принципиальной невозможности полного теоретического учета динамических свойств границы раздела электрода с раствором, в особенности в случае адсорбции. [c.273]

Однако дальнейшие экспериментальные исследования установили недостаточность теории Нернста. Исследования Фрумкина показали, что э. д. с. элементов не равны нулю и в тех случаях, когда электроды находятся в нулевых растворах, т. е. не несут на себе заряда. Таким образом, согласно Фрумкину, отсутствие двойного электрического слоя на поверхности раздела металл—раствор не означает отсутствия скачка потенциала. Потенциал может возникать за счет адсорбции растворенных молекул или ориентации молекул растворителя. Потенциалы максимума электрокапиллярных кривых различных металлов не совпадают между собой. Между двумя металлами, находящимися при потенциалах максимумов электрокапиллярных кривых, возникает э. д. с. Потенциалы нулевого заряда металлов располагаются в ряд, близкий к ряду контактных потенциалов этих металлов в вакууме. Полного совпадения при этом, как и следует ожидать, не получается в связи с тем, что ориентация молекул растворителя, обладающих постоянными или наведенными дипольными моментами, создает дополнительный скачок потенциала на границе металл—раствор. [c.428]

Проведенные исследования по определению адсорбции ПАВ позволили предположить, что адсорбция на поверхности частиц породы водорастворимого ПАВ, в большинстве случаев способствующая гидрофилизации поверхности, а также наличие ПАВ в вытесняющей фазе, приводящее к снижению поверхностного натяжения на границе раздела нефть — раствор, будут интенсифицировать процесс вытеснения нефти из пористой среды в условиях, характерных для внутриконтурного заводнения. Сделанное предположение подтвердилось проведенными сравнительными опытами по вытеснению из пористой среды пефти водой и водными растворами ПАВ. [c.63]

В данной работе приведены результаты исследований по деэмульгированию под вакуумом высоковязких полимерных растворов с отрицательной и положительной адсорбцией полимера на границе раздела фаз. На основании рассмотрения механизма явлений составлено математическое описание процесса и дан принцип расчета времени деэмульгирования на примере двух растворов, являющихся представителями агрега-тивно-неустойчивых и устойчивых газо-жидкостных систем. [c.119]

В связи с дискуссией о сверхэквивалентной адсорбции на ртути катионов Сз+ [30 ] представляло интерес провести специальные исследования электрокапиллярных свойств СзР, сравнивая их с данными для КР. Как видно из рис. 5, повышение а с концентрацией в случае СзР для двух границ раздела различно. Кроме того, наблюдается заметный сдвиг ТНЗ в анодную сторону (кривые 4, 5, рис. 5). Следовательно, катионы Сз+ ближе подходят к поверхности ртути при е=0, чем гидратированные анионы Р . Схематически строение поверхностного слоя в условиях, когда ионы раствора отделены от незаряженной поверхности ртути прослойкой растворителя, но толщина этой прослойки не одинакова для катиона и аниона, изображено на рис. 2 [27]. Эта схема, кроме СзР, применима также для нитратов, перхлоратов и т. п., но в них ближе к поверхности электрода подходят анионы, и ТНЗ смещается в катодную сторону. Как показывает сравнение гиббсовских изотерм адсорбции анионов Р в растворах СзР и КР в зависимости от заряда и концентрации, специфическая адсорбция Сз+ проявляется не только при е=0, но и при любых других зарядах. Во всех случаях специфическая адсорбция Сз+ ведет к уменьшению отрицательной адсорбции Р -иона. Этот эффект растет с увеличением концентрации и при переходе от положительных к отрицательным зарядам поверхности. [c.21]

Спектроскопические методы, как известно, давно и с успехом применяются при исследовании гомогенных химических реакций. Использование таких методов при изучении гетерогенных процессов пока гораздо менее распространено, несмотря на несомненную ценность спектроскопической информации. Имеющиеся сведения относятся главным образом к границе раздела твердое тело — газ существует уже довольно обширная литература, посвященная ИК-спектрам адсорбированных на этой границе молекул [1]. Что касается границы электрод — раствор, то до недавнего времени собственно спектроскопическая информация об этой границе практически полностью отсутствовала. Причина этого заключается в очевидной трудности получения оптических спектров молекул, находящихся на поверхности непрозрачного твердого тела в слое толщиной в единицы ангстрем, где происходит специфическая для электрохимии стадия электродного процесса. Вместе с тем, именно эта стадия нуждается в детальном спектроскопическом исследовании, так как происходит в условиях, сильно отличающихся от условий протекания гомогенной химической реакции (наличие внещнего электрического поля, влияние адсорбции, отличия поверхностной структуры растворителя от объемной и т. п.). Эти отличия не позволяют уверенно использовать при изучении электродных реакций спектроскопическую информацию о сходных гомогенных реакциях. Химические стадии электродного процесса, протекающие в растворе, в принципе можно исследовать спектрофотометрически, но и здесь существуют трудности, так как все еще слишком малы толщины зоны [c.85]

При исследовании адсорбции из растворов всегда важно выяснить природу и протяженность поверхности раздела между твердыми частицами и смешанными жидкостями. В частности, нужно иметь больше сведений об ориентации и сольватации адсорбированных молекул, а также о составе и действительной границе адсорбированной фазы. Прямыми адсорбционными измерениями можно определить только суммарные изменения концентрации, и потому следует применять также косвенные методы исследования [66]. Ряд сведений можно получить, измеряя теплоты погружения порошков в двухкомпонентные растворы различного состава с преобладающей адсорбцией одного из компонентов. Этот метод является также единственно доступным методом измерения теплот адсорбции на поверхности адсорбента вязких жидкостей с низкой упругостью пара или твердых веществ из раствора. [c.326]

В настоящее время обнаружены явления весьма медленного изменения поверхностного натяжения растворов определенных поверхностно-активных веществ, что в ряде случаев несомненно свидетельствует о медленных изменениях адсорбционного слоя на границе с воздухом . Впрочем, для наших целей непосредственно важна не кинетика адсорбции или изменений поверхностного натяжения, а кинетика изменения фазового скачка потенциала — в основном на границе раздела фаз 1 и 3. Поэтому для оценки и отбора смачивателей желательна постановка подобных исследований. Однако таких измерений имеется очень мало. [c.160]

При исследовании влияния природы растворителя на скорость и механизм каталитической гидрогенизации удалось установить, что оно определяется следующими основными факторами 1) коэффициентом распределения гидрируемого вещества и продуктов реакции между раствором и поверхностью катализатора 2) энергией связи атомов реагирующих компонентов с поверхностью катализатора 3) соотношением скоростей активации водорода и непредельного соединения и скоростей снятия их с поверхности 4) адсорбционной способностью самого растворителя 5) наличием в растворе ионов или полярных веществ, которые способны к избирательной адсорбции и, следовательно, к изменению скорости реакции и ее избирательности 6) растворимостью водорода в жидкости, скоростью его диффузии на границе раздела газ—жидкость, зависящей от поверхностного натяжения и вязкости жидкости. [c.101]

Работа I. Исследование адсорбции ПЛВ на границе раздела раствор—га Работа 2. Исследование адсорбции поверхностно-актионых веществ одно [c.213]

Добавление другого индифферентного электролита к гидроокиси тетраалкиламмония приводит к смещению волны восстановления хромат-иона величина этого смещения определяется природой аниона (рис. 119). Влияние анионов возрастает в ряду РОГ, СОз", 50Г, ОН", Р , СНзСОз", СГ, СЫ", ВгОз", МОз". Вг", СЮГ, Г, 5СК" и СЮГ- Этот ряд сильно отличается от последовательности тех же анионов, расположенных по их адсорбционной способности на ртути в отсутствие ионов тетраалкиламмония, а именно Р", ОН , СОз", 504", СЮГ, N0 , СГ Вг", 8СН и Г-. Аналогичные результаты были получены Гирстом с сотрудниками при изучении разряда иона цинка, иодат-иона, при исследовании системы Еи(П1)/Еи(П) и некоторых других электродных процессов. Они пришли к выводу, что совместная адсорбция катиона тетраалкиламмония и неорганического аниона сама по себе не может еще объяснить полученных результатов, и важную роль играет ассоциация ионов. Обосновывая это положение, Гирст и сотрудники ссылаются на несовпадение указанных двух последовательностей ионов и в особенности на то обстоятельство, что ионы, слабо адсорбирующиеся специфически (ВгОГ, N0 , СЮГ и СЮГ). дают четко выраженный эффект. Далее первый ряд анионов напоминает последовательность, по которой происходит понижение поверхностного натяжения на границе раздела раствор/воздух и которая соответствует степени фиксации анионов анионообменными смолами с ионами тетраалкиламмония в качестве активных групп. [c.252]

Исследование кинетического несмачивания Общая теория кинетического смачивания Влияние динамического поверхностного натяжения Кинетика адсорбции на границе раздела раствор—воздух> Химические свойства и строение смачивателей, пригодных для полива фотографических эмульсий Исследование смачивающего действия поверхностно-активных веществ (смачивателей) при поливе фотографическоп эмуль [c.208]

В заключение этого раздела следует упомянуть о первых npHMeneHHffj< ачмазных электродов в спектроэлектрохимических исследованиях. В зависимости от поставленной задачи, снимают спектры поглощения приэлек-тродного слоя раствора (чтобы судить о составе продуктов протекающей на электроде реакции) или спектры многократного нарушенного полного внутреннего отражения света от границы раздела электрод/раствор (чтобы судить о процессах, протекающих собственно на этой границе, например, адсорбции). Соответственно, дяя этих двух типов измерений были спроектированы различные спектроэлектрохимические ячейки. [c.83]

Проведенное исследование адсорбции четырех индивидуальных паров и пяти бинарных растворов на графитированной канальной саже и аэросиле показало, что действительно при р == Рз наблюдается капиллярная конденсация. При адсорбции на аэросиле с удельной поверхностью 168 м7гприр = р . наблюдается полное исчезновение границы раздела В результате вычисленные значения лзу по уравнению (2) равны яяь-Это можно легко установить, сравнив разность найденных по (2) значений ПЗУ с величиной (язц — пзьг), полученной из данных но адсорбции растворов. [c.125]

Для исследования структуры адсорбционного слоя используется также метод нарушенного полного отражения (НПО) в ультрафиолетовой области [63]. При использовании этого метода исследуемый полимер адсорбируется на призме из кварца, находящейся в контак-4-те с раствором полимера. Свет, падающий на призму, полностью отражается на границе раздела между призмой и раствором, если Q угол падения превышает некоторое критическое значение. Однако, если на границе раздела протекает процесс адсорбции и адсорбиро-Хванный слой поглощает излучение, то часть падающего света погло-Н щается слоем и наблюдается нарушенное полное отражение — явление, хорошо известное в спектроскопии. Изменение характера отражения связано с толщиной слоя. [c.17]

Результаты исследований [3] показали, что поверхностное натяжение на границе раствор кислоты — воздух уменьшается с увеличением длины алифатической цепи органических веществ. Наблюдаемый эффект усиливается в присутствии анионов, и тем в большей степени, чем больше молекулу и длиннее алифатическая цепь [3]. Аналогичные результаты были получены Фрумкиным [4] и другими исследователями на границе вода — воздух, причем было показано, что при адсорбции алифатических соединений в указанных условиях атомы полярной группы всегда втянуты внутрь воды, а углеродная цепь ориентирована наружу. Этот механизм ориентировки молекул можно перенести на адсорбцию веществ на границе раствор кислоты — воздух, а также, по-видимому, и на границе раствор кислоты — металл (разумеется, при этом необходимо учитывать зависимость адсорбции веществ от потенциала электрода). Большие длинноцепочечные катионы и анионы органических веществ будут, вероятно, адсорбироваться и ориентироваться на границе раздела по механизму, во многом напоминающему меха1 изм адсорбции неионогенных веществ. [c.130]

Исследование изотерм адсорбции ПАВ микро- и мезопористы-ми активными углями подтвердило возможность осуществления адсорбции ПАВ из мицеллярных растворов как за счет отдельных ионов, формирующих ассоциаты в адсорбционном слое, так и путем взаимодействия с поверхностью мезопор готовых мицелл, существующих в растворе при концентрации выше ККМь Следовательно, на границе раздела фаз активный уголь — вода мицеллы обладают значительной поверхностной активностью, которая отсутствует у мицелл на границе раздела фаз воздух — вода. [c.149]

Изучать электрохимическую адсорбцию кислорода практически сложнее, чем водорода, поскольку а) могут образовываться многослойные окисные пленки б) частицы О могут хемосорбироваться либо на поверхности раздела таких пленок с объемными свойствами , либо на самом металле, как это имеет место, например, в случае платины (вероятно, уникальном) и, возможно, родия в) эффекты барьерного слоя [125] могут искажать кривую спада потенциала г) могут наблюдаться изменения валентного состояния в поверхностном окисле или адсорбированном слое [8, 27, 151], что ошибочно может интерпретироваться как изменение степени покрытия частицами более низкой валентности д) в результате поверхностного окисления может изменяться величина истинной поверхности е) при измерении нестационарных анодных и катодных кривых заряжения могут получаться как завышенные, так и заниженные результаты [8, 125]. Несмотря на эти осложнения, ряд важных исследований был выполнен на благородных металлах VIII группы и золоте, а также на окисно-никелевом электроде, где на границе раздела полупроводникового объемного окисла, представляющего собой твердый раствор Ni (II) — Ni (III) — Ni (IV), наблюдается хемосорбция промежуточных частиц, содержащих О. Некоторые из наиболее ранних работ по адсорбции кислорода были выполнены Батлером с сотр. [152], которые нашли, что кривые заряжения для платины имеют линейную форму, но их наклоны (емкости) зависят от предшествующей обработки электрода и от начального потенциала измерения анодной кривой заряжения. Емкость в начальной линейной области заряжения — около 400 мкф на 1 см истинной поверхности и приблизительно постоянна в интервале потенциалов порядка 0,4 е однако если провести повторное заряжение электрода от потенциала вблизи -f l,Oei H и затем спять катодную кривую заряжения до этого потенциала, то величина емкости уменьшится приблизительно в шесть раз это свидетельствует о том, что в предшествующем цикле восстановление прошло не до конца и процесс является необратимым. В этом нет ничего необычного между катодными и анодными кривыми заряжения в большинстве случаев, в том числе при адсорбции водорода, наблюдается гистерезис подобные эффекты Феттер и Берндт [153] наблюдали во всем интервале pH от О до 12. [c.479]

Большинство практически важных промышленных эмульгаторов представляют собой сложные смеси поверхностно-актпв-ных веществ (ПАВ). Кроме того, некоторые эмульгируемые системы содержат поверхностно-активные примеси. В результате на границе раздела эмульсий происходит адсорбция сразу нескольких веществ. Несмотря на это, процесс адсорбции даже двух ПАВ изучен недостаточно. Батлером [1] были рассмотрены термодинамические особенности адсорбции двух ПАВ, растворенных в одной фазе. При исследовании эмульсий часто встречаются и другие случаи, когда одно ПАВ растворено в полярной фазе, а второе — в неполярной, например олеат натрия — в воде, а олеиновая кислота — в органической фазе. Именно такого типа системы изучаются в данной работе. [c.95]

С целью подтверждения всех рассмотренных выше предположений необходимо было создать более или менее ясную модель структуры двойного слоя для случая концентрированных растворов. Такая модель должна была основываться на количественных результатах по исследованию возможного распределения концентрации ионов в пограничном слое. Имеющиеся в литературе [7 ] данные по коэффициентам активности для концентрированных растворов многих солей позволили применить для изучения этих систем метод электрокапиллярных кривых. Результаты, полученные этим методом для КаС104, ЫЫОз, NH NOз, КР и СзР, составляют содержание следующей серии наших работ [24—27 ] по термодинамике двойного слоя. (Во всех случаях, где это было необходимо, данные электрокапиллярного метода сопоставляются с данными емкостного метода.) Из этих данных были рассчитаны зависимости гиббсовских (избыточных) адсорбций анионов и катионов, определены области зарядов и концентраций, при которых эти адсорбции могли быть положительными или отрицательными. Для различных зарядов были определены формы изотерм адсорбции анионов. В области е<0 при отрицательной адсорбции разность между общей адсорбцией анионов, определяемой по уравнению Гиббса (см. ниже), и электростатической адсорбцией в диффузном слое определяет убыль анионов (точнее, электролита) из двойного слоя в объем раствора за счет разности энергии сольватации ионов в двойном слое и в глубине раствора. Эта величина Г —Г (где Г —общая адсорбция аниона, — электростатическая адсорбция в диффузном слое) оказывается связанной с толщиной б прослойки растворителя на границе раздела двух фаз [c.18]

Для развития теории жидкостных мембранных электродов нужны исследования по кинетике электродных процессов и строению двойного электрического слоя на границе раздела мембрана — водный раствор. В этом отношении представляет интерес исследование связи межфазового натяжения и стандартного межфазного потенциала, проведенное Хейфицем с сотр. в жидких анионообменных системах [36], а также работы школы Фрумкина [37] по исследованию границы раздела двух несмешивающих-ся жидкостей и по потенциалам адсорбции и распределения в системах вода — органическая жидкая фаза. [c.26]

Проведенные в этой лаборатории исследования показали, что смоло-водяная эмульсия разрушается при подкислении ee серной кислотой, а также под действием некоторых поверхностно-активных. веществ, например, при добавке раствора сульфонатриевой соли (натрий-ихтиола) в количестве 0,05%. Действие серной кислоты на смоло-водяную эмульсию, как было выяснено впоследствии, неспецифично смоло-водяная эмульсия разрушается при понижении щелочности (pH) фенольной воды любым методом. Действие иатрий-ихтиола, как поверхностно-активного вещества, на эмульсию заключается, видимо, в снижении поверхностного натяжения на границе раздела фаз вода — смола, где он концентрируется в результате адсорбции. [c.108]

За последние 50 лет благодаря работам советских электрохимиков достигнуты большие успехи как в области разработки 1т совершенствования методов исследования границы раздела фаз, так и в области развития теоретических представлений о строении двойного электрического слоя. А. И. Фрумкиным в 1919 г. было термодинамическ выведено и проворено основное уравнение олектроканпллярности, ири помощи которого на основе измерений пограничного натяжения можно рассчитать заряд электрода, емкость двойного электрического слоя, а также адсорбцию различных компонентов раство])а на поверхности электрода. А. П. Фрумкиным олектрокапиллярный метод был использован для исследования двойного электрического слоя в неводных растворах. [c.163]

Непосредственно измерить адсорбцию на границе жидкость — газ или жидкость — жидкость нелегко из-за малой величины количества вещества на границе раздела по сравнению с массой его в объеме, хотя это и сделано в специальных исследованиях (Мак - Бэн). Поэтому адсорбцию обычно определяют расчетным путем по формуле Гиббса. Это уравнение устанаа>1ивает соотношение между концентрацией с поверхностно-активного вещества в растворе изменением свободной поверхностной энергии о с концентрацией на данной границе раздела — и величиной адсор- [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология