Роль поверхностей раздела при действии воды

Роль поверхностей раздела при действии воды [c.186]

Понятие поверхностной активности обычно применяется по отношению к веществам, которые в растворенном состоянии способны изменять свойства поверхностей раздела в системах, содержащих водную фазу. Однако, как указывалось выше, многие вещества, практически не растворимые в воде, хорошо растворяются в маслах и могут быть весьма активными на поверхности раздела масле — вода. К ним относятся так называемые маслорастворимые эмульгаторы. Поверхностные явления играют решающую роль также в ряде технологических операций, в которых вода имеет второстепенное значение или вообще отсутствует. В качестве примера можно указать на область смазок и смазочного действия. [c.226]

Это позволяет в некоторых случаях рассматривать межфазную пленку как третью фазу. Известное явление стабилизации эмульсий третьей фазой, состоящей из высокодисперсных твердых частиц, можно объяснить на основе представлений о роли краевого угла на поверхности раздела масло—вода— твердая частица в эмульгирующем действии [38]. Бентонит после обработки катионным поверхностноактивным веществом действует как эмульгатор эмульсий типа В/М, обработка же смесью ацетона с формальдегидом повышает эффективность его действия как эмульгатора эмульсий М/В [39]. [c.348]

Эта совокупность поверхностных и объемных свойств водного раствора отличает МПАВ от всех остальных ПАВ. Конечно, роль отдельных составляющих комплексов моющего действия совершенно неодинакова. Так, например, гораздо большее значение в смачивающем действии имеет гидрофилизация твердых поверхностей, а не поверхностная активность в обычном смысле слова, т. е. понижение поверхностного натяжения на границе с воздухом. Доказательством может служить проявление (хотя и слабой) моющей способности у глюкозидов — сапонинов. Сапонины обладают лишь слабой поверхностной активностью, но, адсорбируясь на поверхностях раздела вода /масло или вода/ твердая фаза, вызывают образование гидрофильного структурномеханического барьера и таким образом обеспечивают гидрофилизацию — смачивающее действие. [c.17]

Магнитная обработка воды и щелочных пульп ускоряет фильтрацию не только потому, что понижает карбонизацию фильтроткани в связи со сдвигом углекислотного равновесия и повышает долю карбонатов, выделяющихся в неустойчивой форме (арагонит), благодаря чему последние не могут выполнять роль цементирующей связки [116], ной по причине изменения состояния поверхностей раздела твердая частица — раствор. В связи с этим определенное влияние на фильтрацию оказывают адсорбированные поверхностью твердых частиц коагулянты и другие вещества. Уменьшая электрокинетический потенциал и вытесняя ионы с поверхности твердых частиц, эти вещества, особенно органические коагулянты, уменьшают количество связанной с частицами воды, вследствие чего сечение капилляров (каналов) между частицами увеличивается. Подобное воздействие оказывает и магнитная обработка, уменьшая количество связанной воды, поэтому воздействие магнитных полей усиливает действие коагулирующих добавок и при совместном воздействии процессы фильтрации протекают значительно быстрее. [c.117]

Если мы присмотримся внимательнее, то заметим, что вода, вытекая из крана, как бы наполняет тончайшую оболочку, которая постепенно растягивается. Когда капля становится большой и тяжелой, она срывается с крана и падает вниз. Если добавить в воду немного маленьких твердых частиц, то можно отчетливо наблюдать движение жидкости под пленкой. Именно на поверхности водяной капли действуют силы, играющие важную роль и существующие только там. Эти силы называют поверхностным натяжением, или, лучше, силами на поверхности раздела, так как именно на поверхности капли существует раздел между водой и другой средой, обычно воздухом. Силы поверхностного натяжения сжимают кап- [c.154]

Под смачиванием понимают вытеснение жидкой фазой какой-либо другой фазы из твердого или жидкого тела. Типичным процессом смачивания является удаление воздуха из ткани при помощи воды. Смачивание может быть математически связано с величинами поверхностных натяжений имеющих место на границе раздела фаз, причем сила тяготения, механические или химические силы играют в данном случае лишь подчиненную роль. Юнг еще в 1805 г. вывел уравнение для смачивания, исходя из следующих соображений если представить себе каплю А, лежащей на твердой поверхности S, то поведение капли определяется поверхностными натяжениями а , и a s (рис. 20). Под действием этих сил краевая линия перемещается с одновременным изменением формы капли до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние. Если принять, что равновесие достигается при значении величины краевого угла срд (рис. 21), то алгебраическая [c.45]

Испарение включает процесс восходящего переноса водяного пара с границы раздела жидкость — воздух на поверхностях растительного сообщества посредством молекулярной диффузии и турбулентного обмена. В начале пути перенос происходит посредством молекулярной диффузии. Это перенос через тонкий пограничный слой, который облекает все естественные поверхности как некая непрерывная оболочка. Если границы раздела жидкость — воздух находятся ниже уровня естественных поверхностей (как в сухой почве или в растении), а не на этом уровне (как во влажной почве или в воде), то зона диффузии возрастает за счет соответствующего отрезка пути. Выше пограничного слоя находится переходная область, в которой действуют как молекулярная диффузия, так и турбулентный обмен. Эта область переходит затем в зону, где главную роль играют механизмы турбулентного обмена. [c.58]

В интервале значений влажности, наиболее важных с биологической точки зрения, главную роль играют два механизма удержания воды в почве. Эти механизмы связаны с действием сил, возникающих на разделах фаз жидкость — воздух или поверхность почвенных частиц — жидкость в системе вода — почва, и их относительное значение зависит от того, насколько сильно почва сжимается при удалении из нее воды. [c.78]

Типичные системы, взаимодействующие в условиях МФК, представляют собой двухфазные системы жидкость-жидкость с четкой границей раздела фаз [13, 14]. В случае межфазного дегидрохлорирования полимеров ВХ это достигается использованием водных щелочных растворов и не растворяющих воду полярных растворителей, например, о-дихлорбензола [9], нитробензола [15-17]. Именно в таких системах из ПВХ, сополимера винилхлорида с винилацетатом (ВХВА), сополимера винилхлорида с винилацетатом и виниловым спиртом (ВХВАВС) в присутствии четвертичных аммониевых солей (ЧАС) и спиртов, увеличивающих активность ЧАС в реакциях дегидрохлорирования хлоругле-водородов [18, 19], под действием водных растворов щелочей получены поливинилены с высокой степенью кристалличности, не достигаемой никакими другими способами [15-17] (табл. 1). Конверсия полимера и соотношение аморфной и кристаллической фаз зависят от природы всех компонентов системы. Увеличение длины углеводородного радикала в катионной части ЧАС ведет к повышению его липофильности и росту конверсии в процессе дегидрохлорирования. Небольшие ионы типа тетраметил аммониевых практически не активны в случае дегидрохлорирования ПВХ и мало активны в случае сополимеров ВХ. Существенную роль играет и природа аниона ЧАС. При одинаковой катионной части каталитическая активность (А1к)4КНа1 уменьшается от хлорида к иодиду. При этом активность катализатора связана не с липофильностью галогенидов, которая уменьшается в ряду Г > Вг > СГ [20], а определяется, вероятно, размерами ионов. Для галогенидов они составляют 2.20А, 1.81 А и 1.96А, соответственно. Большой размер аниона способствует уменьшению его адсорбции на поверхности раздела фаз. [c.130]

Таким образом, вектор поверхностного натяжения Ожг выполняет двоякую роль. В начальный момент (рис. IX, 7, а) помещения частиц в воду он действует вниз и способствует погружению частиц в жидкую фазу. По мере погружения частиц направление вектора 0жг изменяется и при ф + 0 > 90° он направлен вврех (рис. IX, 7, г). В этих условиях он содействует закреплению частиц на поверхности раздела вода — воздух. [c.314]

Свойства наполненных систем, в том числе и СП, не определяются лишь свойствами их компонентов, а в значительной степени зависят от явлений, происходяших на границе раздела связующее—наполнитель. По-видимому, роль аппретирующих добавок проявляется именно в этих участках наполненных систем. Ряд исследователей рассматривает роль аппрета, основываясь на явлении механического обжатия наполнителя связующим и силе трения, возникающей между ними. В самом деле, термический коэффициент линейного расширения а полимерных связующих более чем на порядок превышает а стекла (80-10" — 150-10 по сравнению с 5-10 1/°С), в результате чего после отверждения и охлаждения материала наполнитель оказывается прочно зажатым в полимерной матрице. В этом случае взаимодействие компонентов обусловлено физическими причинами— давлением и трением. Проникающая в материал вода оказывает, по мнению Ландсмана [232], смазывающее действие на поверхность раздела полимер—стекло, уменьшая силу трения между компонентами. Одно из назначений аппрета состоит, таким образом, в ограничении доступа воды к поверхности наполнителя, благодаря чему трение между компонентами не уменьшается столь сильно [232, 233]. С другой стороны, аппрет снижает внутренние напряжения на границе раздела, возникающие при обра-188 [c.188]

Почвы — более сложные дисперсные системы, чем грунты, с которыми они генетически связаны. Наряду с минеральной частью, состоящей из частиц разной природы и различных размеров, весьма важную роль в них играют органические вещества и прежде всего гумус [474]. Однако природа твердой фазы, размер и форма ее частиц придают почвам такие физико-механические свойства, как способность их сопротивляться сдвигу и разрыву, а также сохранять водопрочную комковатую структуру [10]. Гумусовые вещества распределяются главным образом на поверхности раздела между минеральной частью и почвенным раствором и оказывают существенное влияние на влагоемкость почв, а также на протекание сложных физико-химических и биохимических процессов. Вместе с тем они, по-видимому, действуя аналогично ПАВ, определяют агрегативную устойчивость дисперсной системы [4]. Почвенные частицы образуют первичные агрегаты размером меньще 0,25 мм, представляющие собой ПКС локального типа, и вторичные агрегаты (размер 0,25—7 мм). Водопрочность агрегатов, т. е. способность их сохранять при погружении в воду прочность на сдвиг и разрыв, а также пористость и определенное соотнощение по размеру, являются важными критериями агрономической ценности почвенных структур [10, 406, 475]. [c.107]

Алюминиевые емкости для хранения авиационных топлив подвергаются коррозии в результате развития в керосинах микроорганизмов [12—15]. Основную роль среди этих микроорганизмов играет гриб С1ас1о5рог1ит ге5 пае [12]. Возможность и место протекания микробиологических процессов определяют в первую очередь температура и наличие воды. Рост микроорганизмов начинается на границе раздела топлива и воды, адсорбированной на. поверхности металла. В результате на поверхности бака образуется слой гриба. Скорость роста этого слоя контролируется температурой она максимальна при 30—35 °С. Последующую коррозию объясняют действием водорастворимых органических кислот, которые образуются в результате метаболизма микроорганизмов. Она может быть также следствием недостатка кислорода над растущим слоем гриба (элементы дифференциальной аэрации). Коррозию такого типа можно устранить, добавляя в топливо биоциды [12]. [c.346]

Ряд стандапдных электродных потенциалов металлов. Причиной возникновения и протекания электрического тока в гальваническом элементе является разность электродных потенциалов. I При погружении любого металла в раствор электролита на границе раздела металл/раствор возникает разность потенциалов, называемая электродным потенциалом. Причины возникновения электродного потенциала могут быть различными. Так, например, в случае погружения цинковой пластинки в раствор соли цинка, полярные молекулы воды, действуя своими отрицательными полюсами на положительные ионы металла, переводят их в раствор. При этом электроны остаются на поверхности металла, заряжая ее отрицательно. Гидратированные ионы металла, перешедшие в раствор, притягиваются заряженной поверхностью пластинки и располагаются вблизи нее. В результате образуются два слоя с противоположными зарядами — так называемый двойной электрический слой. Этот слой можно уподобить плоскому микроконденсатору с определенной разностью потенциалов, у которого роль отрицательной обкладки играет металлическая поверхность, а роль положительной — ионы металла, находящиеся в растворе (рис. 81, [c.160]

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]

Предложенная схема, подытоживая основные исследования по гидратации силикатов кальция, помогает уяснить как действуют различные добавки в раствор, в том числе и щелочных силикатов, на процесс гидратации. Так, введение в раствор анионов, закрепляющих двойной электрический слой, т. е. образующих с Са прочные связи, плохо разрушаемые водой, замедлит процесс гидратации. Это ионы ОН, Р , Р04 и т. п. Анионы карбонатов, сульфатов, оксалатов, склонные к образованию хелатов, большей частью не блокируют поверхность растворяющейся фазы, несмотря на малую растворимость соответствующих соед1нений кальция, а образуют осадки непосредственно в растворе что приводит к увеличению скорости растворения. Интересно отметить, что ионы НСО замедляют процесс растворения и гидратации силикатов кальций, несмотря на менее щелочную реакцио среды. Анионы, образующие с кальцием хорошо растворимые соли, внедряясь в плотную часть двойного электрического слоя, будут способствовать переходу кальция в раствор. Особую роль играет С1 , который и в электрохимических процессах является деполяризатором, замещая ОН на границе раздела фаз, причем концентрация СГ на несколько порядков выше, чем ОН . Но введение в раствор хлоридов щелочных металлов не так эффективна, как добавление хлоридов кальция и, возможно, магния. Магний выведет из состава раствора практически все ОН -ионы, осаждаясь в виде Mg 10H, а кальций более мягко свяжет гидроксильные ноны, сам дольше оставаясь в растворе, понижая его pH и разрушая двойной электрический слой. [c.120]

В некоторых случаях процесс поглощения вещества, начавшись на поверхности, распространяется в глубь поглотителя. Такие процессы можно разделить на три класса абсорбция, хемосорбция и капиллярная конденсация. Примером абсорбции может служить поглощение платиной или палладием водорода-При хемосорбции происходит химическое взаимодействие сорбтива с сорбентом с образованием нового химического вещества. Например, СОг, приведенное в соприкосновение с порошком СаО, химически взаимодействует с последним с образованием новой твердой фазы — СаСОз. Этот процесс постепенно распространяется в глубину зерен порошка, давая там то же самое химическое соединение — СаСОз. При хемосорбции новая фаза может и не появляться, например, при взаимодействии газообразного аммиака с водой образуется гидроокись аммония, но число фаз в системе не изменяется. Наконец, в процессах хемосорбции возможны, как это установил Н. А. Шилов, случаи образования так называемых поверхностных соединений, когда между поверхностными атомами адсорбента и атомами адсорбтива устанавливается химическая связь, однако новой фазы и нового химического соединения, которое можно было бы выделить, не возникает. Такие поверхностные соединения образуются на границе соприкосновения угля и стали с кислородом воздуха, обусловливая в последнем случае пассивирование металла. Капиллярная конденсация наблю 1ается при контакте пористых сорбентов с парами легко конденсирующихся веществ. Капиллярная конденсация может происходить только при определенной температуре, давлении и при достаточном смачивании жидким сорбтивом поверхности стенок капилляра. Из курса физики известно, что, если жидкость смачивает стенки капилляра, то при одной и той же температуре, давление насыщенного пара над вогнутой поверхностью жидкости меньше давления пара над плоской поверхностью той же жидкости. В результате этих различий, пар, ненасыщенный по отношению к плоской поверхности, может оказаться насыщенным и даже пересыщенным по отношению к вогнутой поверхности, тогда пар начнет конденсироваться над мениском и капилляры будут заполняться жидкостью. Таким образом, капиллярная конденсация происходит не под действием адсорбционных сил, а является результатом притяжения молекул пара к поверхности мениска жидкости в мелких порах, где имеется пониженное давление пара. Капиллярная конденсация играет значительную роль в водном режиме почв. [c.281]