Взаимодействие капиллярно-пористого тела с жидкостью

Таким образом, подобно адсорбционному потенциалу, капиллярный потенциал характеризует дополнительное энергетическое взаимодействие в пористом теле. Однако если величина соответствует силам межмолекулярного взаимодействия структурных элементов матрицы мембран и компонентов газовой смеси, то капиллярный потенциал отражает влияние межмолекулярного взаимодействия между жидкостью и паром при искривленной поверхности раздела. Роль матрицы мембран сводится к формированию участков поверхности определенной кривизны за счет поровой структуры. [c.52]

Модель 1. Предположим, что мембрана является обычным капиллярно-пористым телом, материал которого никак не взаимодействует с проникающей жидкостью (разве только препятствует [c.188]

Для подтверждения теоретического прогноза ОТ о наличии взаимодействий между всеми разнородными потоками вещества, включая поток вязкой жидкости, были поставлены специальные эксперименты. Простейшие из них описаны в работе [12, с. 251], где говорится о взаимном влиянии потоков вязкой жидкости и теплоты, а также в работах [14, с. 266 17, с. 290 18, с. 323], где дополнительно рассматривается электрическая степень свободы системы. В опытах изучается трубчатый стеклянный замкнутый циркуляционный контур, на двух контрольных участках которого, заполненных капиллярно-пористыми телами (песок, торф и т.д.), созданы разности температур и электрических потенциалов. В рассматриваемых условиях при отсутствии посторонней разности давлений в контуре возникает круговая циркуляция воды. За циркуляцией наблюдают вне контрольных участков с помощью микроскопа. При этом вода перемещается в направлении от меньшей температуры к большей и от плюса к минусу. Действие разностей температур и электрических потенциалов в полном согласии с уравнением типа (121) подчиняется простейшему закону аддитивности — оно суммируется с учетом знаков имеющихся разностей. [c.155]

Смачивание, играющее важную роль в протекании большого числа природных и промышленных процессов, представляет собой одно из наиболее распространенных физико-химических явлений, происходящих при контакте твердых и жидких (газообразных) фаз в результате молекулярного взаимодействия между ними. Характер смачивания определяется свойствами трех фаз 1) жидкость 2) твердое тело (или другая жидкость, не смешивающаяся с первой) и 3) среда, в которой находятся первые две фазы (воздух или жидкость). Закономерности смачивания определяются не только свойствами трех контактирующих фаз, но и их взаимодействием. Основное значение при смачивании имеют так называемые капиллярные силы, происхождение которых связано с особым энергетическим состоянием поверхностного слоя любых тел, находящихся в конденсированном состоянии. При подборе комбинированных растворителей необходимо учитывать существование гистерезисной петли при изменении насыщенности пористых материалов жидкостью. Другими словами, следует уметь определять величину остаточной насыщенности материала при удалении (отжиме) из него жидкой фазы. Это существенно как при промывке или пропитке, так и при разделении суспензий фильтрованием или центрифугированием. [c.116]

Наличие тонкой и неоднородной пористости поверхности твердого тела приводит к особенностям, которые отражает потенциальная теория Поляни и теория капиллярной конденсации. Теория Поляни основывается на двух свойствах сил молекулярного взаимодействия аддитивности этих сил (присутствие третьей молекулы не изменяет взаимодействия между двумя другими) и независимости их от температуры. Действие молекулярных сил распространяется в некотором объеме над поверхностью твердого тела — в адсорбционном поле. Притяжение молекул пара к адсорбенту не влияет на их взаимодействие между собой адсорбент только увеличивает концентрацию пара вблизи своей поверхности. Это увеличение определяется адсорбционным потенциалом А, т. е. работой, затрачиваемой на удаление молекулы из данной точки адсорбционного объема в бесконечность. Величина А зависит от числа окружающих эту точку молекул адсорбента. Например, в узких щелях она будет больше, чем в широких. Согласно закону Больцмана концентрация в точке с потенциалом А определяется уравнением Сл=< о ехр (Л/ 7 ), где Со — концентрация вне поля адсорбента. Следовательно, в разных точках адсорбционного поля концентрация молекул адсорбента различна. Если она достигает концентрации насыщенного пара Сн, то происходит конденсация. Необходимое для этого наименьшее (критическое) значение потенциала Ащ, выражается формулой С =Со ехр (Лкр/ Г) (Лкр= =ЯТ Сп/Сй). При температурах значительно более низких, чем критическая, плотность пара р намного меньше плотности жидкости, количество которой и определяет адсорбцию. Поэтому при подсчете последней [c.224]

Некоторые исследователи предположили, что пористая структура, т. е. объем пор и распределение их по радиусам, определяется соотношением двух факторов, действующих в противоположных направлениях величиной капиллярных сил, сжимающих структуру, и степенью ее сопротивляемости сжатию. Первый фактор определяет плотность упаковки и зависит от поверхностного натяжения интермицеллярной жидкости, взаимодействия ее с гидроокисью (угла смачивания и ряда других причин). Второй фактор определяется размером частиц, из которых построено тело, и прочностью их связи между собой. [c.306]

Одними из базовых характеристик любых адсорбентов являются их удельная поверхность и пористость. Оценка удельной поверхности по уравнению БЭТ [6] на основании адсорбционных измерений справедлива только в тех случаях, когда взаимодействие паров адсорбтива и адсорбента не приводит к изменению структуры последнего. Так как рассматриваемые ФА являются природными полимерами, следует считаться не только с поверхностными явлениями или с конденсацией паров жидкости в порах, но и с более сложными процессами набухания полимера в парах и, следовательно, с изменением структуры адсорбента в ходе адсорбционных процессов [7, 8]. Если исследовать систему полярный адсорбент-неполярный адсорбтив, то ФА можно рассматривать как инертные адсорбенты по отношению к адсорбируемому веществу. К такой системе можно применять те закономерности, которые в настоящее время достаточно полно выявлены и количественно интерпретированы в области адсорбции и капиллярной конденсации на твердых инертных телах. [c.78]

СМАЧИВАНИЕ — проявление взаимодействия жидкости с поверхностью тела. Наблюдается на границе трех фаз (сред), одна из к-рых в наиболее характерном случае — твердое тело, а две другие — несмешивающиеся жидкости или жидкость и газ. С. вызывает хюкривлепие поверхности жидкости у поверхности твердого тела (напр., образование сферичного мениска в капиллярной трубке), растекание жидкости по поверхности или пропитывание пористых тел и порошков, определяет форму капли на твердой поверхности в окружении газа или другой жидкости и пр. С. часто рассматривают как результат межмолекулярного (ван-дер-вааль-сового) взаимодействия в зоне контакта трех фаз. Однако во многих [c.411]

Явление капиллярного поднятия до сих пор остается предметом многочисленных исследований. В настоящее время исследованы самые разнообразные стороны этого явления. Изучено капиллярное поднятие в единичных капиллярах не только круглого сечения (опыты, подтвердившие основные закономерности), но и сечений самой разнообразной формы [1]. Проведены исследования процессов капи.ллярного поднятия в разнообразных пористых системах (с жестким скелетом и насыпных), показавшие применимость для этих систем закономерностей капиллярного поднятия, выведенных для единичного капилляра круглого сечения. Исследовано влияние радиуса пор и угла наклона капилляров па высоту капиллярного поднятия, вязкости поднимающейся жидкости и угла смачивания ею стенок капилляров [2, 3]. Довольно подробно исследовано явление капиллярного гистерезиса [4], обусловленное гетеропористостью реальных пористых систем, и даже капиллярный гистерезис, вызванный градиентом температуры по высоте пористого тела [5]. Однако до сих пор нам не встречалось исследований, обращающих внимание на тот факт, что в процессе капиллярного поднятия наблюдается взаимодействие жидкости с твердым телом, приводящее к образованию на его поверхности двойного электрического слоя ионов и способное изменить концентрацию и состав взаимодействующего раствора [c.103]

При взаимодействии молекул с поверхностью возможна реализация нескольких состояний. В случае адсорбции в области низких поверхностных концентраций возможно образование связи молекул адсорбата с поверхностью практически без взаимодействия друг с другом. Такой случай может иметь место только при сравнительно небольших заполнениях поверхности разреженным монослоем адсорбирующихся молекул. При последующей адсорбции паров или газов под высокими давлениями происходит уплотнение монослоя. Адсорбция паров переходит в по-лимолекулярное заполнение поверхности, а в случае пористых или спрессованных непористых адсорбентов наступает капиллярная конденсация. В этом случае поле адсорбента обычно уже сильно экранируется, и взаимодействие молекул адсорбата друг с другом приближается к их взаимодействию в обычной жидкости. Возможности различных спектральных методов при исследовании взаимодействия молекул с поверхностью или влияния этих взаимодействий на состояние вещества в объеме твердого тела или в капиллярно конденсированной фазе различны. Однако трудно кратко и достаточно строго обосновать возможности спектральных методов в исследовании отдельных слоев такой системы. [c.21]

АДСОРБЦИЯ — концентрирование вещества (адсорбата, адсорбтива) из объема фаз на поверхности раздела между ними, напр, из газа или р-ра на поверхности твердого тела (адсорбента) или жидкости. А. является частным случаем сорбции. А. происходит под влиянием молекулярных сил поверхности адсорбента и ведет к уменьшению свободной поверхностной энергии. Молекулы адсорбата, нриближаясь из объема газа или р-ра к поверхности раздела фаз, испытывают притяжение со стороны этой поверхности. Ири соприкосновении с нею притяжение уравновешивается отталкиванием. Таким образом поверхность адсорбента покрывается тонким (адсорбционным) слоем молекул адсорбата. При физич. А. молекулы адсорбата сохраняют свою индивидуальность, при химич. А. (см. Хемосорбция) они образуют поверхностное химич. соединение с адсорбентом. Ири постоянной теми-ре Т физич. А, увеличивается с ростом давления газа р или концентрации р-ра. С ростом темп-ры физич, А. уменьшается, т. к, вследствие возрастания энергии теплового движения все большая часть молекул адсорбата становится способной преодолеть притяжение к поверхности, — происходит десорбция. Физич. А. обратима, она уменьшается с уменьшением концентрации адсорбата, хемосорбция обычно необратима. Физич. А. паров часто сопровождается капиллярной конденсацией в-ва в порах адсорбента. В области капиллярной конденсации А. необратима (см. Гистерезис сорбционный). Измеряемая иа опыте величина А. а, относится обычно к единице веса адсорбента (моль г) и зависит не только от природы адсорбента и адсорбата, концентрации адсорбата в объеме и тем-ры,. 40 и от величины поверхности адсорбента s. Так как величины s для разных адсорбентов (напр., для непористых и пористых) различаются на неск. порядков, то для сопоставления пользуются абс, величинами А. а, отнесенными к единице поверхности а = afs микромоль/м , ИЛИ молекул/ЮО А . Абс. величина А, (при данных Т п р) зависит уже только от природы адсорбата и от природы и структуры поверхности адсорбента. Адсорбционные силы при физич. А. имеют ту же природу, что и меж.молекулярное взаимодействие в газах, жидкостях и твердых телах. [c.21]