Диффузия растворителей

Коэффициент набухания макромолекулы, В разбавленном растворе полимера осмотическая сила, приводящая к диффузии растворителя внутрь полимерного клубка, существенно зависит от энергии Гиббса взаимодействия системы полимер — растворитель. В хороших растворителях чем сильнее взаимодействие полимер — растворитель, тем больше растворителя оказывается внутри полимерного клубка по достижении равновесия. Иными словами, отталкивание между сегментами макромолекулы как бы оказывается выше.- Следовательно, улучшение качества растворителя приводит к увеличению размеров макромолекулярного клубка, т. е. к его дополнительному набуханию. [c.92]

Рис. 4.16. Зависимость коэффициента диффузии растворителя от объемной доли сополимера при 20° С

Таким образом, имеет место существенно нестационарный характер процесса набухания, контролируемого сначала релаксационными явлениями, обусловливающими диффузию, а затем и самой диффузией растворителя в сополимер. Основу кинетики набухания составляет деформация физико-механических свойств сополимера под воздействием проникновения низкомолекулярного компонента в полимерное тело. [c.298]

Следует отметить, что процесс растворения полимеров развернут во времени проникновение молекул растворителя в полимерный субстрат происходит постепенно. Оно реализуется тем быстрее, чем более гибки макромолекулы и чем меньше плотность их упаковки. Диффузия растворителя в полимер приводит к постепенному разрыву межмолекулярных контактов между цепями, увеличивая их подвижность. [c.90]

При наблюдении процесса набухания под микроскопом отчетливо видно движение фазовой границы системы сополимер — растворитель. По истечении незначительного промежутка времени от базовой границы отделяется темная кольцевая полоса, которая перемещается в сторону, противоположную движению фазовой границы. Из данных [11, 12, 20] следует, что этой кольцеобразной полосе соответствует точка перегиба на кривой распределения концентрации растворителя в полимере. Появление этой темной полосы, которая получила название оптической границы, объясняется явлением полного внутреннего отражения света от поверхности с резко различными свойствами, отделяющей чистый сополимер от раствора. Таким образом, оптическая граница разделяет области материала сополимера с резко различающейся проводимостью, а скорость перемещения этой границы обусловлена диффузией растворителя в сополимер. [c.298]

В—структурная константа мембраны при расчете селективности D—коэффициент диффузии Dam—коэффициент диффузии растворителя в мембране d—диаметр поры мембраны dr.a—диаметр гидратированного иона а—эквивалентный диаметр канала /о— пористость мембраны G—проницаемость мембраны АЯ—теплота гидратации I— ионная сила раствора 1—коэффициент Вант-Гоффа К—степень очистки раствора /Ср—коэффициент разделения к, La, Lp—расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответственно [c.11]

Характер релаксации напряжений в системе (см. рис. 4.13) существенно зависит от степени сшитости сополимера (% ДВБ) и температуры. С увеличением последней растет коэффициент диффузии растворителя, а следовательно, и скорость проникновения его в сополимер, что приводит вначале к более резкому снижению в материале сополимера. Этому факту отвечает увеличение кру- [c.325]

Набухание соответствует неравновесному переходному состоянию системы от чистых сополимера и растворителя к их полному взаимному смешению. Согласно законам термодинамики самопроизвольное течение изобарно-изотермических процессов сопровождается уменьшением термодинамических потенциалов, поэтому можно считать, что причиной сорбции является стремление системы к выравниванию химических потенциалов компонентов. Набухание — это замедленный процесс смешения двух фаз. Из-за разницы в подвижности молекул компонентов набухание осуществляется диффузией растворителя в сополимер, тогда как макроцепи весьма медленно проникают в объем, занятый чистым растворителем. Диффузии сопутствуют процессы взаимодействия молекул растворителя со звеньями макроцепей, перемещения структурных элементов сополимера, изменение конформаций макроцепей. Полимеры (сополимеры) по своим механическим (реологическим) свойствам обладают ярко выраженной анизотропией (продольные свойства близки к свойствам твердых тел, в то время как поперечные приближаются к свойствам жидкостей), вследствие чего занимают промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Силовое поле, наводимое диффузией растворителя в полимер, частично запасается в последнем, что приводит к возникновению комплекса релаксационных явлений или явлений вязкоупругости. [c.296]

Раздвижение макроцепей сополимера под воздействием диффузии растворителя приводит к пространственному перемещению фазовой границы системы сополимер — растворитель (сополимер набухает) в направлении, противоположном диффундирующему потоку растворителя. Причиной движения фазовой границы является возникновение локальных напряжений которые релак- [c.297]

Параметр этого элемента отражает емкостные свойства слоя (его толщину ИТ. п.). Представленная диаграмма является топологическим отображением типового балансового соотношения вещества растворителя в слое сополимера в условиях изменяющейся проницаемости последнего и не учитывает ряда специфических явлений, происходящих при диффузии растворителя в сополимер, в частности эффекта набухания. [c.302]

В работе [12] коэффициент диффузии растворителя при идентичных условиях на 1—2 порядка выше, так как он является эффективной кинетической константой, учитывающей интегральные свойства рассматриваемых сред. В предлагаемой модели коэффициент диффузии определен на основании мономерного коэффициента трения /т [c.327]

Неограниченное набухание является характерным для большинства линейных полимеров, процесс набухания которых непосредственно переходит в растворение. После набухания начинается процесс взаимной диффузии макромолекул полимера в растворитель и молекул растворителя в полимер. При этом полимер из твердого (студнеобразного) состояния постепенно переходит в раствор, после растворения полимерная фаза исчезает. Диффузия макромолекул затруднена вследствие их больших размеров и сил межмолекулярного взаимодействия, поэтому процесс протекает так же медленно, как первоначальная диффузия растворителя В полимер. Следовательно, и на втором этапе растворения для установления равновесного состояния раствора требуется длительное время. [c.65]

Задача 1. Если раствор соли пропускать по внутренней трубе, сделанной из материала, проницаемого только для воды, то вода начнет проникать во внешнюю трубу. Это явление диффузии растворителя из раствора под действием разности концентраций по обе стороны полупроницаемой перегородки, называемое осмосом, часто используется для очистки воды от солей. [c.215]

На первой стадии набухания происходит сольватация макромолекул в результате диффузии растворителя в высокомолекулярное вещество. Эта стадия характеризуется выделением тепла и упорядочением расположения молекул растворителя около макромолекул, в результате чего энтропия системы в первой стадии растворения обычно даже понижается. Основное значение этой стадии при растворении сводится к разрушению связей между отдельными макромолекулами, вследствие чего цепи становятся свободными и способны совершать тепловое движение в целом. [c.444]

ЛТ 1п а,. Так как активность Ох меньше единицы, то химический потенциал растворителя в растворе меньше, чем в чистом состоянии. Поэтому в такой системе начинается диффузия растворителя в раствор. Это явление называется осмосом. [c.153]

Химический потенциал вещества, вообще говоря, зависит от внешнего давления Р он растет с ростом Р. Вследствие этого, повышая давление Р в растворе, можно выравнять химические потенциалы растворителя по обе стороны полупроницаемой перегородки. При этом диффузия растворителя прекратится, и система придет в состояние равновесия, которое называется осмотическим. Избыточное давление л, приводящее систему в состояние осмотического равновесия, называется осмотическим давлением. [c.153]

Процесс односторонней диффузии растворителя через полупроницаемую перегородку от раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества к раствору с большей концентрацией называют осмосом. [c.75]

Гидростатическое избыточное давление, создаваемое раствором, препятствующее диффузии растворителя через полупроницаемую перегородку в раствор, называется осмотическим давлением. [c.260]

Диффузия может стать односторонней, если растворы разделить полупроницаемо перегородкой, пропускающей только молекулы растворителя. При условии, что > Со, молекулы растворителя с большей скоростью будут диффундировать в направлении Сг- Сь и объем раствора с концентрацией С1 несколько возрастет. Такая односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую перегородку называется осмосом. Схема осмометра представлена на рис. 57. Столб жидкости с высотой й образовался за счет осмоса. Осмос прекращается тогда, когда скорости перехода молекул растворителя через полупроницаемую перегородку в обоих направлениях становятся одинаковыми. [c.151]

Если иа границе между раствором и растворителем или между двумя растворами различной концентрации находится полупроницаемая перегородка, пропускающая молекулы растворителя и задерживающая частицы растворенного вещества, то процесс выравнивания концентрации осуществляется только в результате перехода молекул растворителя из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Такой процесс односторонней диффузии растворителя называется осмосом. Явление осмоса можно наблюдать, используя прибор, называемый осмометром. [c.84]

Согласно уравнения (V.28) набухание в простейшем случае протекает как реакция первого порядка. Это и попятно, поскольку скорость набухания определяется скоростью диффузии растворителя в полимер. [c.154]

Растворимая фаза полностью или частично заполняет поры нерастворимой (инертной) массы системы. Для ее извлечения необходима диффузия растворителя внутрь зерен сквозь лабиринт пор к поверхности растворимых частиц и обратная диффузия растворенного вещества через заполняющий поры раствор. Пористая инертная масса создает дополнительное и весьма существенное диффузионное сопротивление в процессе выщелачивания по сравнению с растворением чистого компонента. Процессы выщелачивания идут значительно медленнее, чем процессы простого растворения тех же веществ. [c.223]

При разбавлении раствора за счет самопроизвольной диффузии растворителя объем раствора увеличивается и поршень перемещается из положения I в положение II. Предположим, что при этом в раствор проходит 1 моль растворителя. Такого же перемещения поршня можно было бы достигнуть, создав давление р в верхней части сосуда и производя при этом работу А = рАУ, где AV — объем 1 моль растворителя. В состоянии равновесия движущие силы обоих процессов равны, т. е. работа равна убыли свободной энергии Гиббса [c.254]

Односторонняя диффузия растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом (рис. 23). Объем раствора в результате осмол [c.67]

Рис, 23. Схема, иллюстрирующая диффузию растворителя через полупроницаемую перегородку [c.67]

Причиной набухания является диффузия низкомолекулярного растворителя в высокомолекулярное вещество. Между макромолекулами полимера обычно имеются небольшие пространства, размер которых соизмерим с размером молекул растворителя. Благодаря этому молекулы низкомолекулярной жидкости достаточно быстро проникают в пространства между макромолекулами, раздвигая молекулярные цепи. Если макромолекулы полимера гибкие, то благодаря их тепловому движению диффузия растворителя облегчается. Полимеры с жесткими молекулярными цепями набухают значительно хуже. [c.248]

Таким образом, для процесса набухания характерно наличие двух одновременно протекающих макростадий диффузии молекул растворителя в сополимер и изменение реологических свойств сополимера под влиянием диффузии растворителя. [c.296]

На процесс выравнивания влияет понижение Лпов вследствие диффузии растворителя вглубь материала сополимера. Этот факт отображается таким же фрагментом с диффузионным потоком через него [c.301]

ТакйМ обрааом, диффузия растворителя в сополимер сопровождается преобразованием химической энергии в механическую энергию перемещения структурных элементов макроцепей, или в энергию движения реальной сплошной среды. [c.305]

Неокисленные битумы имеют более высокое содержание ароматических углеводородов, меньшее содержание парафино-нафтеновых углеводородов и асфальтенов. Неокисленные битумы и полимеры СБС имеют большое сродство и поэтому в большей степени совместимы. Это первая причина лучшей совместимости. Вторая - повышенное содержание асфальтенов в составе битумов приводит к стерическим затруднениям при совмещении, причем сами асфальтены в процессе растворения не участвуют, а более высокое содержание асфальтенов характерно как раз для окисленных битумов. И третье. Исследование коллоидной структуры битумов методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей показало, что в составе окисленных битумов содержится 30-31% мелких коллоидных частиц размером до 16 А и 69-70% крупных коллоидных образований с размерами до 440 А. Такой битум, представленный в основном грубодисперсными частицами, можно отнести к системам типа золь-гель . Неокисленный битум содержит 85-86% частиц с размерами 9-10 А и лишь 12-13% частиц с размерами до 405 А. Такую коллоидную систему можно отнести к типу золь . В мелкодисперсной системе заметно выше скорости диффузии растворителя в полимер, процессы набухания проходят быстрее, растворение более полное. [c.39]

Набухание может быть ограниченным и неограниченным. При ограниченном набухании степень набухания достигает определенного предельного значения и далее не унеличиваетея — система переходит в состояние геля (студня). При неограниченном набухании система переходит в конечном итоге в раствор, т. е, набухание переходит в растворение. На стадии набухания происходит диффузия растворителя в полимер, и только после достаточного увеличения расстояния между макромолекулами последние способны диффундировать в растворитель (стадия растворения). [c.132]

Набухание полимеров. Процесс растворения полимеров, как указывалось, проходит через стадию их набухания. Внешне процесс набухания выражается в изменении объема и веса образца вследствие поглощения полимером растворителя. Набухание можно рассматривать как одностороннее смешение, т. е. только как проникание растворителя в полимер. Подвижность макромолекул слишком мала, а силы когезин велики, поэтому вначале макромолекулы полимера пе диь 1фуиднруют в растворитель. Молекулы растворителя, диффундируя в полимер, вначале заполняют в нем межмолекулярные пространства, а затем, по мере увеличения объема растворителя в полимере, начинают раздвигать макромолекулы. Скорость диффузии растворителя в полимер мавпсит от свойств растворителя и структуры полимера, С увеличением количества продиффундировавшего в полимер растворителя расстояние между макромолекулами постепенно возрастает, что приводит к пропорциональному увеличению размеров набухающего образца. Таким образом, набуханием называют проникание молекул растворителя между макромолекулами 1[олимера, вследствие чего увеличиваются расстояния между 01-дельными сегментами, а затем и цепями полимера. [c.63]

Осмотические явления могут быть обращены. Если вне(шнее давление в растворе превыс11Т осмотическое давление, то химический потенциал растворителя в растворе станет больше, чем в чистом растворителе, и начнется диффузия растворителя в обратном направлении (из раствора). Этот обращенный осмос, получивший название обратного осмоса, имеет очень большое практическое значение. Таким путем может быть в больших масштабах осуществлено опреснение морской воды. Для этого морскую воду подвергают высокому гидростатическому давлению, превышающему осмотическое давление, в результате чего из морской воды через специальную полупроницаемую перегородку диффундирует пресная вода. [c.155]

Осмотическое давление Росм численно равно гидростатическому давлению столба жидкости высотой /г, препятствующему односторонней диффузии растворителя. Величина осмотического давления зависит от температуры раствора и его концентрации и не зависит от природы растворителя и растворенного вещества. [c.151]

Вследствие диффузии растворитель проникает через полупроницаемую перегородку в обе стороны, но сначала быстрее в ячейку с раствором, чем обратно. В результате со стороны раствора на поршень Р действует возрастаюшее давление, поршень смещается вверх. Однако, движение поршня и переход растворителя в раствор можно задержать посредством наложения такого внешнего давления, которое удерживает поршень Б первоначальном положении (уровень растворителя в трубке Б в этот момент тоже должен быть первоначальным). Описанное явление самопроизвольного перехода растворителя в раствор, отделенный от него полупроницаемой перегородкой, называется о ло-сом. Механическое давление, которое надо приложить к раствору, чтобы задержать осмос, назьшается осмотическим давлением. Осмотическое давление раствора не зависит от мембраны, если она действительно полупроницаема. Полупроницаемая мембрана является лишь средством, которое позволяет заметить это различие. Таким образом, это давление можно рассматривать как меру различия в природе растворителя и раствора. Осмотическое давление зависит от концентрации и может быть очень большим. Так, 6%-ный раствор сахара имеет осмотическое давление 6,06-10 Па (0,6 атм) морская вода — 2,83-10 Па (28 атм), а рассолы некоторых самоосадочных озер — более 2,02 10 Па (200 атм). [c.203]

Если раствор и растворитель разделить при помощи полупроницаемой перегородки (мембраны), пропускающей свободно молекулы растворителя и препятствующей прохождению растворенного вещества, то диффузия становится односторонней — проникает через перегородку только растворитель. Роль полупроницаемых мембран могут выполнять как ткани животных и растений — мочевой пузырь, стенки кищечника, протоплазма клеток и др., так и искусственно изготовленные мембраны (пленки из коллодия, желатины, целлофана и т. д.). 0,лнос.тпронняя диффузия растворителя раствор н.азыва осмосом, а си- "ла, обусловливающая осмос, отнесенная к единице поверхности полупроницаемой мембраны, называется осмотическим давлением, [c.154]

Однако если между растворителем и раствором поместить перегородку, проницаемую для молекул растворителя и непроницаемую для частиц растворенного вещества, то происходит следующее явление. За единицу времени из слоя растворителя (или более разбавленного раствора) в слой раствора через такую полупроницаемую перегородку будет проходить больше молекул растворителя, чем в обратном направлении, так как Ы в растворе всегда меньше 1. Это приведет к тому, что слой раствора начнет увеличиваться в объеме за счет разбавления его растворителем и совершать тем самым работу, называемую осмотической. Само же явление односторонней диффузии растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом (от греч. озтоз — толчок, давление). [c.150]

Рассмотрим замкнутый цилиндр, разделенный на две части поршнем, который представляет собой полупроницаемую перегородку, пропускающую только растворитель (рис. 117). В нижней части помещает- ся растворитель, а в верхней — раствор с концентрацией растворенного вещества Ха (в молярных долях). Вследствие разности концентрации растворителя последний самопроизвольно (в соответствии с принципом Ле Шателье) поступает через полупроницаемую перегородку в раствор, разбав-Рмс. 117. к понятию ЯВ- ляя его. Движущей силой преимуществен-ления осмоса пой диффузии растворителя в раствор явля- [c.254]

Рассмотрим замкнутый цилиндр, разделенный на две части поршнем, который представляет собой полупроницаемую перегородку, пропускающую только растворитель (рис. 80). В нижней части помещается растворитель, а в верхней — раствор. Вследствие различия концентраций растворителя по обе стороны перегородки он самопроизвольно (в соответствии с принципом Ле Шателье) поступает через полупроницаемую перегородку в раствор, разбавляя его. Движущей силой преимзш1ественной диффузии растворителя в раствор является разность свободных энергий чистого растворителя и растворителя в растворе. При разбавлении раствора за счет самопроизвольной диффузии растворителя объем раствора увеличивается и поршень перемещается из положения I в положение П. [c.151]

Продольной диффузией. Влияние этого вида диффузии в жидкостной хроматографии относительно мало, поскольку коэффициенты диффузии растворителей невелики, и этот эффект становится оп1утимым лишь в том случае, ех1 1И ве1це-стБО находится в колонке длительное время. [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология