Адсорбция на поверхностях раздела жидкость — газ и жидкость — жидкость

Адсорбцией называется процесс поглощения какого-либо вещества поверхностью твердого тела или поглощение на поверхности раздела жидкость — жидкость, жидкость— газ. Вещества, обладающие адсорбционной способностью, называются адсорбентами. Молекулы адсорбируемого вещества (адсорбата) испытывают притяжение со стороны поверхности адсорбента и оседают на ней, покрывая поверхность адсорбента слоем адсорбированных молекул. При этом химической реакции не происходит и адсорбированные молекулы сохраняют свою индивидуальность. При постоянной температуре с ростом давления или концентрации раствора адсорбция увеличивается. С ростом температуры адсорбция уменьшается, так как вследствие возрастания энергии теплового движения все большая часть молекул адсорбата преодолевает притяжение поверхности адсорбента. Величина адсорбции зависит от температуры, концентрации адсорбата и величины поверхности адсорбента, а кроме того, от природы адсорбента и адсорбата. [c.50]

Под Е1А.В понимают химические соединения, способные вследствие положительной адсорбции изменять фазовые и энергетические взаимодействия на различных поверхностях раздела жидкость — воздух, жидкость — твердое тело, нефть — вода. Поверхностная активность, которую в определенных условиях могут проявлять многие органические соединения, обусловлена как химическим строением, в частности, дифильно-64 [c.64]

Характерным свойством коллоидных ПАВ является их способность адсорбироваться на поверхностях раздела двух фаз жидкость — газ, жидкость — жидкость или жидкость — твердое тело. Природа поверхности в результате адсорбции радикально изменяется, и наиболее общим следствием этого процесса является понижение межфазного натяжения. В случае системы жидкость — газ или жидкость — жидкость межфазное натяжение можно измерить и на основании полученных данных вычислить величину адсорбции (или, точнее, поверхностный избыток) с помощью хорошо известного уравнения адсорбции Гиббса, выражающего термодинамическую зависимость между этими двумя величинами. Следует, однако, заметить, что это фундаментальное уравнение имеет различный вид в зависимости от природы ПАВ, а именно в зависимости от того, являются ли они электролитами или нет. Вывод различных вариантов уравнения Гиббса и их применимость будут рассмотрены во втором разделе этой главы. [c.200]

Удерживание разделяемого вещества на сорбенте происходит как за счет растворения в массе неподвижной фазы, так и за счет адсорбции на двух поверхностях раздела фаз жидкость — газ и поверхность твердого носителя — жидкость. Теоретически возможно также наличие поверхности раздела твердый носитель— газ, однако для хорошо смачиваемых носителей наличие такой поверхности при количестве неподвижной фазы более 0,5% от массы носителя маловероятно. Таким образом, наблюдаемый в реальных условиях объем удерживания компонента зависит от объема неподвижной фазы Уг, коэффициента распределения жидкость — газ К, адсорбции на поверхностях раздела жидкость— газ gl с площадью и жидкость — твердый носитель 5/ [c.36]

Необходимо, чтобы краевой угол был равен или почти равен нулю, иначе результаты измерений окажутся заниженными. Это было обнаружено при работе с растворами поверхностно-активных веществ, адсорбция которых на кольце приводит к изменению его смачивания, и при измерении натяжения на поверхности раздела жидкость — жидкость. В таких случаях можно использовать тефлоновое или полиэтиленовое кольцо [27]. Если исследуется монослой, может потребоваться поправка на увеличение поверхности при отрыве кольца. Соответствующие расчеты приведены в работе [28]. [c.26]

В этой связи возникает еще один интересный вопрос что происходит, когда толстая адсорбированная пленка (например, пленка жидкости на стекле [73] или адсорбированная при Р° пленка воды на пиролитическом углероде [68]) покрывается объемной жидкостью Сохраняет ли, в частности, толстая межфазная пленка при погружении твердого тела в жидкий адсорбат свою толщину и структуру, образуя поверхность раздела с объемной жидкостью, или же свойства пленки монотонно меняются от поверхности твердого тела к жидкости Этот вопрос, по-видимому, еще не изучен, хотя его решение имело бы важное значение для проблем, связанных с течением жидкостей и выбором оптимальных моделей для адсорбции из растворов (см. разд. 1Х-1). [c.291]

В теоретических исследованиях при рассмотрении поверхностей раздела между жидкостями и газами была успешно использована изотерма адсорбции Гиббса [30]. Одним из наиболее легко измеримых свойств жидкости является ее поверхностное натяжение, и изменения этой величины могут быть определены с большой точностью. Поверхностное натяжение жидкости численно равно ее поверхностной энергии следовательно, численно одинаковы также и изменения этих величин. [c.256]

Уравнение Гиббса для случая адсорбции на поверхности. Уравнение Гиббса описывает разность термодинамически равновесных концентраций растворенного вещества в поверхностном слое и. во внутренних зонах раствора для случая, когда растворенное вещество влияет на поверхностное натяжение растворителя (жидкость — воздух) или на натяжение на поверхности раздела фаз (жидкость — жидкость). Условием такого равновесия является равенство химических потенциалов различных компонентов в поверхностном слое и во внутренних зонах раствора. При постоянной температуре это уравнение имеет общий вид [c.114]

Электрокапиллярные измерения. Один из наиболее распространенных методов изучения адсорбции органических соединений на поверхности ртути — измерение зависимости поверхностного натяжения на границе раздела ртуть — электролит от потенциала. Среди различных способов определения величины поверхностного натяжения наиболее точным является измерение капиллярного подъема жидкости, вызванного разностью давлений между вогнутой и выпуклой сторонами поверхности раздела жидкость — жидкость [c.98]

Барьеры свободной энергии. Барьеры свободной энергии, которые необходимо преодолеть для пересечения поверхности раздела жидкость—жидкость , показаны схематически на рис. 22. Стандартные свободные энергии адсорбции (С°—О ) и (С°—Се) могут быть рЗС-считаны по данным измерений поверхностного натяжения при низких концентрациях. Разность (0°—С2) представляет собой изменение стандартной свободной энергии массопередачи, в то время как Сь и являются пиками барьеров адсорбции и десорбции. Суммарным результатом является барьер энергии активации, складывающийся из (С —0°) для массопередачи в прямом направлении и (ОЗ—0°) для массопередачи в обратном направлении. Абсолютные значения свободных энергий, как указывалось выше, должны быть получены из экспериментальных данных. Так как энергетический барьер является асимметричным, то изме- [c.70]

При рассмотрении явлений, происходящих на поверхностях раздела жидкость — жидкость или твердое вещество — жидкость, можно показать, что эти поверхности раздела также являются местом адсорбции ориентированных молекул. Рассмотрим, например, твердый порошок, легко смачиваемый водой и трудно смачиваемый неполярными органическими жидкостями, такими, как бензол. Это твердое вещество, диспергированное в жидко жирной кислоте Н—СООН (тде К — более или менее длинная углеводородная цепь), окружается слоем молекул, ориентированных так, что все сильнополярные группы, т. е. группы —СООН, соприкасаются с твердым веществом, а углеводородные цепи обращены наружу [c.203]

Адсорбция на жидкостях не нашла широкого применения, вероятно, вследствие возможности денатурации на поверхности раздела жидкость—жидкость. Следует, однако, отметить, что ксантиноксидаза молока концентрируется в слое сливок [360]. [c.76]

Ориентированная адсорбция незаряженных полярных или поляризуемых частиц на границе раздела фаз с образованием двойного электрического слоя в пределах одной фазы адсорбция молекул воды (рис. 106, э) на металле ориентация дипольных молекул у поверхности раздела жидкость —газ (рис. 106, и) — адсорбционный потенциал. [c.150]

Наличие ионогенных функциональных групп в молекулах указанных соединений обусловливает их хемосорбцию па поверхности минерала, что, как правило, приводит к ее гидрофобизации и обеспечивает эффективную флотацию минерала. Кроме того, аэрофлоты, вследствие их способности к адсорбции на поверхности раздела фаз жидкость — газ, являются пенообразователями при флотации. [c.199]

В эмульсиях и аэрированных промывочных жидкостях образуется иоверхность раздела между жидкой дисперсионной средой и жидкой или газовой дисперсной фазой. В отличие от адсорбции на твердой поверхности адсорбция на границах жидкость—жидкость и жидкость—газ характеризуется следующим [c.46]

ПОВЕРХНОСТЬ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЬ - ТВЕРДОЕ ТЕЛО. АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ [c.142]

Поверхность раздела жидкость — твердое тело. Адсорбция из растворов [c.205]

Адсорбция на поверхности раздела жидкость [c.353]

Адсорбция на поверхности раздела между двумя жидкостями. [c.96]

Простых и доступных методов прямого определения избытка растворенного вещества в адсорбционном слое на подвижных границах раздела пока не существует. Однако на поверхностях раздела жидкость — газ и жидкость — жидкость может быть точно измерено поверхностное натяжение, поэтому для определения адсорбции особенно важным является уравнение изотермы адсорбции Гиббса (1878). Гиббс установил зависимость между поверхностным избытком растворенного вещества Г и изменением поверхностного натяжения. [c.330]

Иногда отклонения экспериментально найденных индексов удерживания от справочных данных могут быть весьма существенны (для газожидкостной хроматографии и насадочных колонок— до 20—40 ед. (491), что обычно объясняют адсорбцией анализируемых соединений на поверхностях раздела газ — жидкость и неподвижная жидкая фаза — твердый носитель [50], Искажающее влияние адсорбционных свойств этих поверхностей особенно заметно сказывается на значениях абсолютных, относительных и интерполяционных параметров удерживания при небольших содержаниях неподвижной фазы на твердом носителе [менее 10—20 % (по массе)]. Значительный разброс данных может наблюдаться не только для разных типов твердых носителей, но и для разных партий одного и того же носителя. [c.176]

Существенной особенностью поверхности раздела твердое тело — жидкость является то, что адсорбирующееся вещество может связываться с ловерхностью не только слабыми физическими силами, но и за с 1ет образования химических связей с молекулами (ионами), расположенными на поверхности твердой фазы. Это явление, называемое хемосорбцией, может приводить к кажущемуся несоблюдению правила уравнивания полярностей на границе раздела полярного кристалла (например, силиката или сульфида) и полярной сред.ы (воды) адсорбция происходит таким образом, что углеводородные радикалы оказываются обращенными в сторону воды (рис. III—8,а). [c.90]

Адсорбция наблюдается на границах раздела жидкость— газ, жидкость I — жидкость II (несмешивающаяся с жидкостью I), твердое тело — газ, твердое тело — жидкость. На практике особенно широко используется адсорбция твердыми поверхностями. [c.351]

Адсорбция ПАВ на поверхности раздела твердое тело — жидкость должна быть тем больше, чем больше между ними разность полярностей. Если твердая поверхность гидрофильна, то полярная часть молекулы растворенного вещества обращается к твердой поверхности, неполярная же часть — в сторону неполярного или малополярного растворителя. Для поверхности раздела кварц — вода ориентация молекул зависит от свойств растворенного вещества. [c.19]

Известно, что на поверхности раздела между жидкостью и газом или несмешивающимися жидкостями происходит адсорбция благодаря тому, что ПАВ состоит из водо- и нефтерастворимой групп. Так как гидрофильная группа характеризуется большей растворимостью в воде, чем гидрофобная, молекулы ПАВ ориентируются на поверхности воздух — вода на нефтерастворимую группу в воздухе и водорастворимую в воде. В зависимости от эффективности ПАВ межфазовая поверхность превращается в контакт воздух — вода и нефть. При этом уменьшаются силы молекулярного притяжения и в итоге поверхностное натяжение. [c.74]

Р. Л. Мартин (1961) установил, что величины Уд углеводородов на умеренно и сильно полярных растворителях увеличиваются с иовышением отношения количества неподвижной фазы к количеству твердого носителя. Он дает не вполне обычное объяснение этому явлению, предполагая, что с повышением этого отношения увеличивается поверхность раздела жидкость — газ и что на объем удерживания, кроме растворимости, влияет также адсорбция на этой граничной поверхности. При этом адсорбцию можно представить себе как особый случай процесса растворения, при котором растворенное вещество концентрируется в поверхностных слоях жидкости. Вследствие этого объем удерживания описывается уравнением, состоящим из двух членов, которые характеризуют вклад, определяемый [c.451]

Основой пенного фракционирования является адсорбция ПАВ на поверхности поднимающегося газового пузырька. Этот процесс аналогичен процессу адсорбции органических веществ на твердых сорбентах. Адсорбция органических веществ на, поверхности раздела фаз газ — жидкость связана с изменением поверхностного натяжения а и избыточной поверхностной кон-центра>цией следующим соотношением [13] [c.54]

Как было показано в гл. 3, полисиликаты или золи с очень небольшими по размеру частицами стабилизировались за счет введения в систему достаточного количества щелочи. Йетс [41] предположил, что стабилизированные щелочью золи устойчивы не только по отношению к гелеобразованию, но также и в термодинамическом понимании. Он указывал, что существуют термодинамические факторы, предотвращающие самопроизвольный рост частиц или их агрегирование и стабилизирующие высокоразвитую поверхность раздела твердое тело—жидкость в случае системы кремнезем—вода. Главным таким фактором, который противодействует изменению свободной энергии, происходящему при уменьшении площади поверхности в системе кремнезем— вода, является сильная адсорбция жидкой фазы, стабилизирующих противоионов или существование каких-либо иных адсорбированных разновидностей на поверхности дисперсной фазы, изменяющая таким образом значение свободной энергии поверхности раздела. [c.431]

Если носитель был силанизирован, почти никакой раство-зитель (даже углеводород) не может смочить его поверхность 72]. Его поверхностная энергия слишком мала по сравнению с поверхностным натяжением используемых неподвижных жидкостей. Даже сквалан не смачивает силанизированный носитель. Неподвижная фаза собирается в капельки на поверхности носителя, образуя сеть очень маленьких жидких сфер. Пленка растворителя на поверхности не образуется. При повышении температуры график зависимости lgУлr от Х/Т является линейным, с отрицательным наклоном до тех пор, пока не достигается температура плавления. Тогда наблюдается резкий скачок, основная масса жидкой фазы становится доступной для растворения сорбатов, которые при более низких температурах удерживаются только за счет адсорбции. Поверхность раздела газ — жидкость, по-видимому, имеет чрезвычайно малую площадь поверхности — менее м /г. Так как площадь поверхности границы раздела газ — жидкость настолько мала, то степень селективной адсорбции на этой поверхности раздела очень незначительна и мы не можем наблюдать никакого изменения удерживаемых объемов полярных сорбатов с увеличение.м степени пропитки, когда используем неполярную неподвижную фазу, нанесенную на силанизированный носитель, [72]. Это очень отличается от того, что происходит на несиланизирован-ном носителе (см. выше разд. А.Х). К сожалению, не всегда можно использовать несиланизированный носитель для анализа полярных сорбатов на жидких фазах слабой полярности. [c.96]

Адсорбция может протекать, конечно, и на поверхности раздела типа жидкость — жидкость. На рис. П-16 показано уменьшение поверхностного натяжения различных поверхностей раздела между м-алкана-ми и водой с увеличением коццентрации додецилсульфата натрия [75]. Для расчета значений было использовано уравнение (П-107). [c.76]

В последние годы все больше внимания уделяется пленкам на поверхностях раздела типа жидкость — жидкость (чаще всего типа вода—жидкость). Некоторые работы в этой интересной области были рассмотрены в предыдущих разделах, посвященных белковым и полимерным пленкам. Хатчинсон [201] описывает ряд опытов на пленках кислот с неразветвленными цепями и спиртов на поверхностях раздела вода — бензол, вода — циклогексан и вода — СнНзо. Во всех случаях спирты (гексиловый, октиловый, децнловый и додециловый) давали более конденсированные пленки, чем кислоты (масляная, капроновая, канриловая и лауриловая), с экстраполированной площадью молекулы в плотном монослое 20 А . Правило Траубе (разд. 1П-7Г) к этим системам не применимо, что указывает а непараллельную ориентацию молекул на поверхности раздела. Данные по адсорбции спиртов на поверхности раздела вода — октан описываются уравнением (П-67) или (П-133), при этом, однако, с увеличением длины цепи площадь молекулы в плотном монослое возрастает, поэтому можно предположить, что ориентация не является строго вертикальной [202]. Как правило, при данном поверхностном давлении площадь пленок спиртов и кислот на исследованных поверхностях раздела больще, чем на границе вода — воздух. (Этого, собственно, можно было ожидать, поскольку неполярный растворитель стремится уменьшить когезию между углеводородными цепями.) Однако давление, при котором происходит переход газообразной пленки в конденсированную фазу, более низкое, возможно потому, что значительная боковая адгезия между полярными группами при высоком сжатии с избытком компенсирует уменьшение когезии между углеводородными хвостами. Исследования заряженных монослоев на поверхностях раздела масло— вода вкратце обсуждаются в следующем разделе. [c.144]

Изложенные в данной 1 лаве новые методы измерения адсорбционных характеристик в газо-жидко-твердофазной хроматографии несомненно могут быть применены и ь жидко-жидко-твер.аофазноГ хроматографии д.чя определения адсорбции на межфизных поверхностях раздела, жидкость — жидкость и жидкость-- твердое тело (твердый носитель). [c.67]

Теорема Гиббса применима к явлениям адсорбции на поверхностях раздела жидкость — жидкость при за.мене в уравнении величины поверхностного натяжения величиной натяжения на поверхности раздела. Но эту теорему нельзя при.менить к поверхностям раздела твердое вещество — жидкость или твердое вещество — газ, где невозможно измерить натяжение на линии раздела. Делались попытки определить эту величину косвенным путем, но они не давали воспроизводимых результатов. [c.206]

Кинетику процессов адсорбции и десорбции на поверхности раздела жидкость—жидкость для некоторых систем вода—алифатический углеводород— жирная кислота изучали Уорд и Тордаи [143]. Полученное отношение констант скоростей адсорбции и десорбции позволило рассчитать константу равновесия, значение которой согласовалось с опытными данными и с константой равновесия, вычисленной независимо термодинамическим методом. [c.301]

Например, когда толуол или ксилол осторожно вводят в соприкосновение с водным раствором додециламина, образуется система, в которой происходит самопроизвольное эмульгирование. Эту систему изучали многие авторы (Каминский и Мак-Бен, 1949 Гартинг и Райс, 1955 Дэвис и Хейдон, 1957). При концентрации эмульгатора >0,1 М самопроизвольное эмульгирование происходит в водной фазе. Капельки масла стабилизируются вследствие адсорбции на своей поверхности активного вещества. Равновесное поверхностное натяжение остается постоянным (порядка 1 дин/см при изменении концентрации эмульгатора от 0,4 до 0,03М), и нет тенденции к тому, чтобы оно стало отрицательным. В этой системе происходит значительное перемешивание в поверхностных слоях. Под микроскопом видно, что отдельные капли или нити ксилола прорывают поверхность раздела двух жидкостей, некоторое время движутся в воде, а затем возвращаются обратно. Во время такого путешествия от них отделяются более мелкие капли, которые остаются в воде и стабилизируются. [c.61]

Среднестатистическая сдвинутость адсорбционного слоя внутрь фазы по сравнению с поверхностью раздела чистых жидкостей подтверждается исследованием энергетики процесса адсорбции в системах жидкость — жидкость [14]. Приведенное объяснение показывает влияние и растворимости, и геометрии молекул ПАВ на тип эмульсии. [c.421]

Опыты по определению изменения устойчивости эмульсии системы "узеньская нефть —0,1 %-й водный (на морской воде) раствор ДМАБАХ" для различных температур показали, что по сравнению с оптимальной температурой адсорбции сульфонола НП-1 из пресной воды на поверхности мангышлакской нефти происходит некоторый сдвиг в зону повышенных температур (около 60 °С). Это, очевидно, объясняется тем, что несколько большие, чем у сульфонола, размеры молекул данного катионного ПАВ обусловливают меньший коэффициент диффузии молекул ПАВ к границе раздела "жидкость-жидкость", что приводит к лучшему гелеобразованию на поверхности глобул нефти при более высокой температуре. При повышении же температуры системы свыше [c.100]

Следует отметить, что в реальных условиях почти всегда одновременно с основным процессом взаимодействия анализируемых веществ с неподвижной фазой протекают и другие процессы, которые в известных условиях могут вносить свой вклад как в процесс, так и в его результаты. Так, например, на ионообменниках одновременно с основным процессом обмена ионов может происходить процесс адсорбции на ионите, а в газо-жидкостной хроматографии яаряду с растворением вещества в жидкой неподвижной фазе может наблюдаться адсорбция на поверхности раздела газ —жидкость. Это обстоятельство следует учитывать при выборе условий проведения эксперимента, стремясь, чтобы действие побочных процессов было минимальным. [c.13]

Химические реакции на поверхности раздела жидкость — газ [4, 13]. Многие газы, такие, как аммиак, хлористый водород, двуокись серы, двуокись углерода и др., вступая в контакт с поверхностью воды и адсорбируясь ею, химически реагируют с водой. При этом образуются соединения, диссоциирующие на ионы. Подобного рода процессы протекают в несколько стадий. Сначала происходит адсорбция газа поверхностью воды, подчиняюи аяся уравнению (18), затем идет химическая реакция, далее образующееся новое вещество диссоциирует на ионы. [c.40]

Круг явлений, в которых решаюпгую роль играют поверхностные процессы, широк и разнообразен. Это в первую очередь поверхностное натяжение на границе раздела жидкости и газа, стремящееся стянуть эту поверхность до минимального размера и приводящее к сферической форме капель и пузырьков газа в жидкости поглощение газов и растворенных веществ на поверхности твердых тел—адсорбция способность жидкостей растекаться по поверхности твердых тел (смачивание) явления прилипания и трения возникновение электрического потенциала при погружении металла в раствор электролита и многие другие. [c.306]

При введении ПАВ в жидкую фазу, наносимую на поверхность твердого тела, адсорбция происходит на границах раздела жидкости с воздухом и твердым телом может иметь место и, как правило, более медленный процесс миграции ПАВ по свободной поверхности твердой фазы. Уменьшение поверхностного натяжения жидкости при адсорбции ПАВ в соответствии с уравнением Юнга (П1— 16) приводит к росту величины eos , т, е. несколько улучшает смачивание только в случае острого краевого угла, образуемого чистой жидкостью на поверхности твердого тела. Такие вещества, адсорбирующиеся на границе жидкость — пар, играют, следовательно, роль слабых смачивателей чаще всего они применяются для улучшения смачивания полярных поверхностей водой. По механизму действия они относятся к первой группе ПАВ в соответствии с классификацией ПАВ, предложенной Ребвндером (см. 3 гл. II). [c.105]

Существенной особенностью поверхности раздела твердое тело — жидкость является то, что адсорбирующееся вещество может связываться с поверхностью не только слабыми физическими силами , но и за счет образования химических связей с молекулами (ионами), расположенными на поверхности твердой фазы. Это явление, назьшаемое хемосорбцией, может приводить к кажущемуся несоблюдению правила уравнивания полярностей на границе раздела полярного кристалла (например, силиката или сульфида) и полярной среды (воды) адсорбция происходит таким образом, что углеводородные радикалы оказываются обращенными в сторону воды (рис. П1-8, а). При достаточно высоких концентрациях хемосорбирующегося ПАВ, когда уже вся поверхность покрыта монослоем, начинается образование противоположно ориентированного второго слоя, т. е. обычная адсорбция ПАВ из водного раствора на неполярной поверхности (рис. 111-8, б). Способность хемосорбирующихся ПАВ при адсорбции из водного раствора образовывать на поверхности частиц полярной твердой фазы адсорбцион-110 [c.110]

В опыте Эванса—Эверса использовались ионогенные поверхностно-активные вещества, так что механизм утоньшения пленки сложнее, чем рассмотренный в предыдущем разделе. Твердая подложка, с которой десорбируется ионогенное поверхностно-активное вещество, и поверхность раздела жидкость—газ, на которой протекает адсорбция, приобретают избыточные заряды противоположного знака. В зоне, примыкающей к десорбирующемуся пятну поверхностно-активного вещества, пленка оказывается как бы зажатой между поверхностями противоположного знака, которые в результате взаим- [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология