Набухание. Давление набухания. Причины набухания

Набухание. Давление набухания. Причины набухания. [c.303]

Объяснение. В процессе набухания молекулы воды с огромной силой поглощаются набухающим веществом. При набухании происходит увеличение объема вещества, это увеличение и является причиной появления давления набухания. Давление набухания может достигать в отдельных случаях нескольких тысяч атмосфер. В прошлом известны случаи гибели судов, перевозивших зерно. При пробоинах вода проникала в трюм, намокшее зерно набухало и судно погибало в результате работы давления набухания. Такое же огромное разрушительное действие в горных породах производят растения, точнее их набухающие корни. [c.246]

Таким образом, вторая стадия набухания обусловлена энтропийным эффектом. Его можно моделировать различными способами, например посредством осмотической ячейки — сетки полимера, пропитанной раствором более растворимой фракции полимера (обладающей меньшим М). Вступающий в сетку растворитель (НМС) создает в ней осмотическое давление, равное, по приближенным оценкам, давлению набухания. Это давление, наблюдаемое на опыте, достигает весьма больщих величин (десятков атмосфер) и может стать причиной разрыва емкостей, заполненных набухающими материалами. Известны случаи, когда стальной корпус судна разрывался вследствие набухания ВМС, заполняющих трюм (горох, зерно и др.), при контакте с водой. Предлагались и другие модели, но наиболее общим объяснением механизма второй стадии является увеличение энтропии системы благодаря росту числа возможных конформаций. [c.314]

Набухание. Иониты увеличиваются в объеме под действием воды или других растворителей — набухают. Причиной набухания является возникновение высокого осмотического давления вследствие разницы между концентрациями ионов в смоле и в растворителе. Различают абсолютное набухание [c.374]

Вступающий в сетку растворитель (НМС) создает в ней осмотическое давление, равное, по приближенным оценкам, давлению набухания. Это давление, наблюдаемое на опыте, достигает весьма больших величии (десятков атмосфер) и может стать причиной разрыва емкостей, заполненных набухающими материалами. Известны случаи, когда стальной корпус судна разрывался вследствие набухания ВМС, заполняющих трюм (горох, зерно и др.) при контакте с водой. [c.301]

Количество жидкости, поглощенной гелем при набухании, часто значительно превосходит массу сухого вещества студня, вследствие чего происходит увеличение его массы и объема. Увеличение объема студня служит причиной давления набухания, т. е. давления, которое оказывает набухающее вещество при увеличении своего объема на встречаемые им препятствия. [c.258]

Причиной возникновения давления набухания Грегор считает силы упругой деформации, возникающие при растяжении молекулярных пружин матрицы сшитого ионита в результате поступления в ионит растворителя . [c.166]

По первоначальным представлениям Грегора, оправдавшимся впоследствии лишь отчасти (см. раздел VI. 6, стр. 186), давление набухания является непосредственной причиной избирательности ионита, которая должна быть большей по отношению к ионам меньшего размера, поскольку на их перенос в фазу ионита затрачивается меньшая работа против давления набухания, [c.167]

Модель Грегора. Согласно Грегору [106] фактором, определяющим свойства органических ионитов, являются упругие свойства каркаса, которые характеризуют давление набухания при данной степени набухания. Основная движущая сила процессов перераспределения веществ между ионитом и контактирующей с ним фазой — стремление ионита занять наименьший возможный объем. Модель является полной, поскольку объясняет и причины селективности ионита, и закономерности поглощения растворителя (в том числе ограниченность поглощения), и закономерности распределения необменно поглощенных электролитов. Система уравнений, определяющих свойства модели, имеет вид [c.117]

Исследования растворов желатины в присутствии соляной кислоты показали, что 1) изменение концентрации НС1, а с ней и pH сильнейшим образом влияет на величину осмотического давления 2) изменение это проходит через некоторый минимум, совпадающий с изоэлектрической точкой (для желатины равной 4,7) 3) при повышении концентрации, т. е. с понижением pH, величина Р растет и, достигнув максимума (для желатины при pH около 3), вновь начинает падать 4) при повышении pH от изоэлектрической точки (для желатины с прибавлением щелочи) величина Р также растет и проходит через второй, максимум. Кривая Р=/(рН) аналогична кривой набухания Ди=/(рН) (рис. 43, стр. 184), что говорит о том, что физическая причина изменения степени набухания и величины осмотического давления одна и та же. Причина эта заключается в том, что в изоэлектрическом состоянии (С-потенциал равен нулю) вследствие уменьшения сольватации макромолекулы высокополимера агрегируются (структурируются) в более сложные и крупные комплексы, внутрь которых при набухании с большим трудом проникают молекулы растворителя (уменьшается величина Av), а уменьшение при этом числа кинетических единиц естественно ведет к снижению и осмотического давления. [c.200]

Тонкие полимерные пленки развивают лишь тянущее усилие, а стержни создают как тянущее, так и толкающее усилия. Рассмотрим деформацию нагруженных стержневых структур. Стимулирующей силой — внешней причиной — остается изменение химического состава окружающей среды. Механическая сила проявляется как сила реакции нагрузки. Виды нагрузки могут быть различные инерционная, упругая и резистивная (сухое или вязкое трение). Возникающее в стержне дополнительное давление набухания преодолевает теперь не только вязко-упругое противодействие матрицы геля, но и силу реакции нагрузки. Инерционными силами реакции нагрузки можно пренебречь, поскольку ускорения при деформации искусственных мышц весьма малы. Остается учесть упругую и вязкую составляющие нагрузки. При перемещении подвижного конца полимерного стержня на величину х сила реакции нагрузки будет [c.146]

Причиной набухания явились лессовидные суглинки, к которым проникли щелочи с полов первого этажа. Величина набухания составляла около 8%, а давление, создаваемое грунтом, превышало 0,21 МПа [И]. [c.158]

Известна нестабильность мыльного пузыря, причиной которой может стать любая пылинка. Началом дестабилизации является прокол стенки пузыря и образование поры. В липидной бимолекулярной пленке клеточной мембраны поры появляются, если исключить чисто механические повреждения, в результате тепловых флуктуаций поверхности бислоя, электрического пробоя, замораживания пленки, действия поверхностно-активных веществ, осмотического давления, перекисного окисления липидов и др. Один из наиболее типичных и хорошо изученных примеров дестабилизации биологических мембран - гемолиз эритроцитов. Это явление включает на начальном этапе набухание клеток в гипотонической среде в результате действия сил осмотического давления. Во время набухания клетки мембрана растягивается, что обусловливает рост мембранного натяжения. При определен- [c.49]

Полагают, что основной причиной разрушения при сульфатной коррозии служат не только физические силы кристаллизации, сколько осмотические силы, связанные с усадкой и набуханием в цементе алюминатов. В связи с этим сульфатостойкость можно повысить снижением осмотического давления поровой жидкости путем связывания максимально большого количества извести в период ранней гидратации. Растворы сульфата алюминия и аммония оказыва- [c.369]

Наблюдаются отклонения от приведенных выше закономерностей фильтрования с закупориванием пор, обусловленные различными причинами [288], в частности набуханием материала фильтровальной перегородки в процессе фильтрования, неньютоновским характером движения жидкости (например, вискозы), особенностями распределения пор в фильтровальной перегородке. Отклонения могут быть вызваны также непостоянством во время опытов разности давлений и особенно температуры, сильно влияющей на вязкость. По истечении определенного времени набухание материала фильтровальной перегородки прекращается и она достигает стабильного состояния. [c.84]

Добиться постоянства скорости протекания иногда очень трудно. Обычно наблюдается снижение скорости протекания в ходе опыта, проводящегося при постоянном давлении. Одна из причин этого снижения состоит в возрастающем набухании зерен ионита эту причину можно в значительной степени устранить, заполняя колонку суспензией ионита в элюенте и заряжая ее раствором анализируемого вещества в элюенте (см. стр. 192). Другая причина состоит в уплотнении слоя ионита в процессе работы колонки под давлением, Снижения скорости протекания можно избежать с помощью устройства, регулирующего давление в колонке таким образом, чтобы скорость протекания оставалась постоянной. [c.191]

Какими же причинами обусловлен такой ход кривых, выражающих зависимость набухания, вязкости, осмотического давления и других свойств от pH Можно показать, что такой ход кривых обусловлен мембранным равновесием и распределением ионов между набухающим студнем и жидкостью. Роль мембраны В этом случае играет сам белок, оны которого образуют структуру студня и поэтому не могут в значительных количествах переходить из студня в раствор. [c.273]

Набухание и растворение ПВХ в пластификаторах или растворителях представляют скорее ряд процессов, идущих одновременно или последовательно, чем какой-то единый процесс. В зависимости от внешних условий (температура, давление, механические воздействия) можно наблюдать ускорение или замедление этих отдельных процессов. По этой причине общая картина набухания и растворения ПВХ сложна и выглядит противоречивой. [c.93]

Переброс может возникать по разным причинам. Одна из них кроется в неодинаковом набухании уровней воды в барабане по обеим сторонам перегородок. Чтобы уровень в солевом отсеке не опускался слишком низко и не могли оголиться опускные трубы этого отсека, сопротивление водоперепускной трубы выбирается небольшим. Разность весовых уровней в чистом и солевом отсеках при этом составляет около 100 мм. Когда для сепарации применяют внутрибарабанные циклоны, предотвращающие барботаж пара через водяной объем барабана, действительные уровни в отсеках бывают близки к весовым. Однако при работе котлов не исключаются случаи периодического понижения в нем давления. Тогда в связи с вскипанием воды в барабане возникает барботаж и уровни в отсеках набухают. Если действительный уровень в со- [c.148]

Когда последняя ступень испарения выполнена с выносными циклонами, переброс ликвидируется практически полностью. Возможность иметь большую разность уровней в барабане и циклоне позволяет делать водоперепускную трубу между барабаном и выносным циклоном с большим сопротивлением. По сравнению с трубой в перегородке водоперепускная труба, идущая к выносному циклону, получается большей длины и меньшего диаметра. В случае кратковременного повышения давления в последней ступени испарения движение воды в водоперепускной трубе в сторону циклона может прекратиться и начаться перемещение в обратном направлении. Однако за время, пока выровняются давления в отсеках, вода из солевого отсека может не успеть вытеснить из водоперепускной трубы содержащуюся там воду и дойти до барабана. Причины, приводящие к набуханию уровней в отсеках, также не могут вызвать переброса из выносных циклонов, так как высота парового пространства в них очень велика. [c.149]

Очень просто объясняется с позиций теории мембранного равновесия и известная зависимость объема набухшего белка (например, студня желатина) от pH среды. Минимальная степень набухания студня должна соответствовать изоэлектрической точке белка, так как при этом минимально и осмотическое давление, являющееся причиной набухания. По обе стороны от этого минимума кривая зависимости объема от pH поднимается и, достигнув максимума, спускается, поскольку таким же образом от pH зависит и осмотическое давление. При трактовке набухания с точки зрения Доннана соверщенно все равно, являются ли макромолекулы белка кинетическими отдельностями или образуют трехмёрную сетку. Иначе говоря, безразлично, какими причинами удерживаются вместе поливалентные ионы в системе — в результате ли наличия полупроницаемой перегородки или тем, что эти поливалентные ионы связаны друг с другом прочными связями и образуют трехмерную сетку. [c.476]

Проникновение молекул растворителя в поверхностный слой сопровождается отклонением отдельного звена макроцепи сополимера. Поскольку звенья связаны в макроцепи силами главных валентностей, перемещение звеньев вызывает появление локальных сил, которые передаются вдоль цепи, а через межмолекуляр-ные связи и на соседние макроцепи. Причиной, вызывающей движение материальной сплошной среды, является возникновение поверхностных сил, играющих основную роль в механике сплошной среды. Такие силы действуют на каждом элементе поверхности сплошной среды и носят название локальных напряжений (в физикохимии полимеров — давление набухания). Они имеют ту же физическую природу, что и явление осмоса для сильно разбавленных растворов [4]. Возникает поле механических сил, наводимое в системе диффузионными потоками, проникающими в материал полимера. Под воздействием наведенного поля сил начинают проявляться вторичные процессы, способствующие согласно принципам термодинамики снижению механических напряжений в слое. Такими процессами являются перемещения структурных элемАнтов сополимера и изменение конформаций макроцепей. Материальная сплошная среда приходит в движение. Направленность вторичных процессов обусловливает снижение химического иотенпиала растворителя в слое, поскольку происходит увеличение линейных размеров слоя сополимера. [c.304]

При набухании высокомолекулярного вещества в каком-либо ограниченном пространстве, препятствующем увеличению объема, возникает давление набухания, которое может достигать на начальной стадии нескольких мегапаскалей. Это давление MOii жет стать причиной разрыва емкостей, заполненный] набухающими материалами. При хранении и пере-г возке многих пищевых продуктов, таких как зерно/ крупа, мука, необходимо учитывать возможность их набухания. Известен случай, когда стальной корпус судна был разорван набухшим в его трюме зер ном. [c.251]

Согласно представлениям П. А. Ребиндера [84] вода, адсорбируясь на поверхности глинистых частиц, проникает глубоко в поры м микротрещины материала. Благодаря расклинивающему давлению адсорбционных водных оболочек последние способствуют распаду агрегатов на составлярош,ие их первичные частички. Сюда ирисоед1 няется действие напряжений, возникающих в результате быстрого роста адсорбционных водных слоев. Благодаря адсорбционной водной оболочке, образующейся на глинистых частицах, последние раздвигаются, увеличивая тем самым общий объем, что и является причиной набухания глин. При этом теряет смысл по--нятие о первичной. .частице, поскольку помимо пептизацин отдельных агрегатов глинистых частиц на их первичные составляющие происходит диспергирование первичных частиц вследствие проникновения гидратных оболочек по трещинам внутрь частиц. [c.10]

Термодинамически поверхностный слой является нескомпенси-рованным и свободная энергия его расходуется главным образом на тепло смачивания и на работу по дальнейшему распространению. Последнюю усиливают механические свойства пограничного слоя. По П. А. Ребиндеру, наиболее значительно двумерное давление, развиваемое первыми молекулярными слоями при встрече препятствий (зазоров), куда доступ этих слоев по стерическим причинам затруднен. У полимолекулярных слоев, расклинивающее давление которых изучалось Б. В. Дерягиным и М. М. Кусаковым, это действие значительно слабее, но оно достаточно для разрушения рыхлых коагуляционных сцеплений. Б. В. Дерягин [16] связывает расклинивающее давление не с механическими свойствами пограничного слоя или его аномальной вязкостью, а с термодинамическим равновесием между гидростатическим давлением в слое и давлением в объеме окружающей газовой среды. Работа пограничных слоев — главная причина набухания и пептизации. [c.28]

Давление набухания зависит от степени сшивки смолы. В самом деле, если мы рассмотрим смолу (катионит) как полу-ироницаемую перегородку (за полупроницаемую перегородку иринимают поверхность зерна ионита, проницаемую для молекул растворителя и катионов, но непроницаемую для фиксированных ионов, для анионов), то осмотическое давление со стороны внешнего раствора всегда превышает осмотическое давление со стороны раствора в фазе ионита по нескольким причинам. Во-первых, в фазе ионита всегда раствор высокой концентрации (6 н. и выше). Во-вторых, фиксированные ионные группы, определяющие емкость смолы, осмотически неактивны. В-третьих, матрица (каркас) смолы для уравновешивания внешнего осмотического давления оказывает на раствор в фазе смолы давление, обусловленное упругостью каркаса. Набухание смолы с большим процентом сшивки мало, концентрация внутреннего (при равной емкости) раствора выше, следовательно, и давление Р, оказываемое каркасом смолы на внутренний раствор, выше. Как видно из приведенного уравнения, Повышение количества сшивок должно привести к увеличению избирательности. Чем больше разница объемов гидратированных ионов -4). тем выше избирательность. [c.145]

Давление набухания зависит от степени сшивки смолы В самом деле, если мы рассмотрим смолу (катионит) как полупроницаемую перегородку (за полупроницаемую перегородку принимают поверхность зерна ионита, проницаемую для молекул растворителя и катионов, но непроницаемую для фиксированных ионов, для анионов), то осмотическое давление со стороны внешнего раствора всегда превышает осмотическое давление со стороны раствора в фазе ионита по несколоким причинам Во первых, в фазе ионита всегда раствор высокой концентрации (6 н и выше) Во-вторых, фиксированные ионные группы, определяющие емкость смолы, осмотически неактивны В третьих, матрица (каркас) смолы для уравновешивания внешнего осмотического давления оказывает на раствор в фазе смолы давление, обусловленное упругостью каркаса Набухание смолы с большим процентом сшивки мало, концентрация внутреннего (при равной емкости) раствора выше, следовательно, и давление Р, оказываемое каркасом смолы на внутренний раствор, выше Как видно из приведенного уравнения, Повышение количества сшивок должно привести к увеличению избирательности Чем больше разница объемов гидратированных ионов, тем выше избирательность Для ионов с небольшой разницей объемов решающее значение приобретает соотношение коэффициентов активности Как было сказано выше, соотношение коэффициентов активности во внешнем растворе мало влияет на коэффициент избирательности Однако такое явление в растворе, как меньшая диссоциация соли АУ по сравнению с В (и, как следствие, уменьшение а, в по сравнению с в.в), должно благоприятно сказываться на избирательности [c.145]

Прежде было много споров о причине набухания белков. Правильный взгляд, повиДикому, заключается в том, что начальное нзоэлектрическое набухание является просто гидратацией полярных групп белка плюс осмотическое давление, происходящее только от самого белка. Добавочное набухание, возникающее при изменении pH, может быть хорошо объяснено на основе теории Проктера и Вильсона. Когда pH геля сдвинуто от его 25 Бу [c.385]

Н. А. Мощанский [5], объединяя представления П. А. Ребиндера [4] и Б. В. Дерягина [6], считает, что причиной набухания гидрофильных минеральных частиц при контакте с водой является расклинивающее действие моно-и полимолекулярных пленок. Расклинивающее давление создается наличием одноименных зарядов подвижных диффузионных слоев близлежащих частиц. При этом [c.89]

Проблема взаимодействия нагнетаемой воды с глинистыми фракциями пород-коллекторов нефти и газа возникла с самого начала освоения систем разработки нефтяных месторождений при искусственном заводнении. Глинистые минералы относятся к числу характерных компонентов гранулярных коллекторов и в значительной мере определяют их ФЕС. Поэтому они уже давно привлекают внимание нефтяников. Лабораторные и промысловые исследования показали, что с увеличением относительного количества глинистой фракции обычно связано ухудшение проницаемости коллекторов, а пространственная изменчивость глин в породе — одна из причин неоднородности продуктивных объектов по ФЕС. Хорошо известна повышенная сорбционная активность глин, а также способность некоторых к набуханию при опреснении пластовых вод, сопровождающемуся снижением проницаемости и пористости. Для сильноглинизированных коллекторов характерны нелинейность закона фильтрации, предельный градиент давления. Эти свойства приводят к образованию застойных зон, т. е. отрицательно сказываются на коэффициенте охвата. [c.33]

При вскрытии или проведении капитальных ремонтов добывающих и нагнетательных скважин могут возникнуть такие осложнения, как образование глинистой корки, перекрывающей перфоращюнные отверстия, проникновение фильтрата промьточной жидкости в нефтяной пласт за счет значительных репрессий на забое скважины. Это вызьшает набухание глинистых составляющих продуктивного коллектора, способствует образованию стойких водонефтяных эмульсий, которые удерживаются в пористой среде капиллярными силами, и вытеснение их из пористой среды требует значительных перепадов давления, приводит к образованию нерастворимых осадков в ПЗП при взаимодействии фильтрата с высокоминерализованной пластовой водой. В результате этого резко снижается проницаемость ПЗП и затрудняется оттеснение нефти водой из ПЗП нагнетательной скважины и приток ее к забою добывающих скважин. Другой существенной причиной снижения проницаемости ПЗП при освоении скважины является проникновение твердых глинистых частиц промывочной жидкости в пласт, причем в высокопроницаемых коллекторах это явление усиливается [1,4,57]. [c.101]

В области физики пласта и методов эксплуатации также достигнуты значительные успехи, большая часть которых основывается иа углубленном изучении происходящих явлений. Можно показать, например, что скорость притока жидкости из пласта в сильной степени зависит от проницаемости породы в зоне, непосредственно примыкающей к скважине [49 ]. Низкая проипцаемость породы может быть вызвана или ее первоначальным состоянием или ухудшением свойств породы в результате образования oтлoнieний ири бурении. Разработаны физические и химические методы, устраняющие обе эти причины. Естественную проницаемость пласта можно увеличить закачкой в формацию жидкости под высоким давлением, достаточным для образования трещин в пласте. В карбонатных и кремнистых породах применяют закачку соляной и плавиковой кислот, растворяющих часть породы. Если глинистая корка, отлагающаяся на стенках скважины, не предотвращает полностью потери воды буровым раствором, то может происходить набухание или коагуляция некоторых глинистых материалов в порах пласта. Иногда это вредное влияние может быть устранено промывкой водой с соответствующим содержанием солей. Проникание воды в формацию может также снизить эффективную проницаемость для нефти в результате уменьшения нефтенасыщенности породы. Это влияние можно уменьшить закачкой нефти в скважину и в формацию. [c.38]

На таких полиэлектролитных сетках удается практически однозначно решить длившийся десятилетиями спор о причинах полизлектролитного набухания в пользу доннановского механизма противоионы не привязаны с ионогенным группам цепи, а плавают внутри сетки (или макромолекулы) достаточно свободно, но не могут ее покинуть по простым электростатическим причинам. Однако осмотическое давление этого не понимает , и огромный доннановский вклад в него и приводит к сверхнабуханию как на макромолекулярном, так и, особенно, на сеточном (суперсорбент) уровне. [c.138]

ДЕСОРБЦИЯ (01 лат. de... — приставка, означающая удаление, и sorbeo — поглощаю) — в общем случае выделение вещества, поглощенного твердыми п жидкими телами, в окружающую среду процесс, обратный сорбции. В более узком и чаще употребляемом смысле десорбция — удаление адсорбированного вещества с поверхности раздела фаз в объем жидкой или газовой среды, т. е. Д. обратна адсорбции. Физ. и некоторые виды хим. адсорбции (см. Хемосорбция) термодинамически обратимы. Адсорбциоино-десорбционное равновесие сдвигается в сторону десорбции с уменьшением концентрации адсорбируемого вещества в окружающей адсорбент среде, с повышением его температуры, иногда вследствие облучения. Обратимость адсорбции не всегда бывает полной. Так, в системе твердый адсорбент — пар (газ) может наблюдаться т. н. с о р б-ц и о п н ы й гистерезис, за ключающийся в несовпадении изотерм сорбции и Д. в обратном процессе (Д.) определенному давлению соответствует большее количество поглощенного сорбентом вещества, чем в прямом. Причинами гистерезиса могут быть капиллярная конденсация пара в открытых порах сорбента, набухание сорбента или хим. ре- [c.327]

Полученные данные вскрывают причины своеобразного пове-денчя сажекаучуковых гелей, имеющих свойства, характерные, с одной стороны, для сырых резиновых смесей (текучесть под действием небольших сил), с другой — для резин (наличие предела набухания, области высокоэластичности на термомеханических кривых). Развитая пространственная структура, включающая связи каучук — сажа и каучук — каучук, обусловливает ценный комплекс свойств как сырых смесей, так и резин. В частности, образующиеся связи фиксируют форму заготовки, дают возможность проявиться ориентации молекулярных цепей (каландровый эффект, литье под давлением и др.). Течение резиновых смесей в отличие от линейных каучуков является по своей природе химическим, так как при переработке происходит непрерывное разрушение и образование новых связей. Поэтому появляется воз- [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология