Междуфазные поверхности раздела

С > О и Г > О, т. е. вещество поверхностно-активно и положительно адсорбируется на данной междуфазной поверхности раздела. [c.47]

Исследования молекулярно-поверхностных явлений в дисперсных и коллоидных системах показывают, что их свойства резко изменяются под влиянием малых добавок веществ, способных адсорбироваться на междуфазных поверхностях раздела и образовывать пограничные адсорбционные слои с своеобразными свойствами. Ввиду исключительного многообразия дисперсных и коллоидных систем, их значения в различных технологических процессах и широких возможностей регулировать эти процессы с помощью таких веществ вопросы химии поверхностноактивных соединений приобрели за последние два-три десятилетия исключительный научный и технический интерес. [c.3]

МЕЖДУФАЗНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА [c.7]

При рассмотрении свойств междуфазных поверхностей раздела следует иметь в виду их три основные особенности. Первая из них заключается в том, что переход от одной фазы к другой проявляется очень резко. Несмотря на интенсивное перемещение молекул при обычных температурах через поверхность раздела, толщина граничного слоя статистически не превышает размера одного-двух молекулярных диаметров [1]. [c.7]

В зависимости от того, образование какого типа эмульсии они вызывают, эмульгаторы можно разделить на две группы. Эмульгаторы для эмульсий типа М/В обычно более гидрофильны и лучше растворяются в воде, чем в масле. К этим эмульгаторам относятся длинноцепочечные гидрофильные соединения полярно-неполярного типа, а также более сложные гидрофильные (защитные) коллоиды — растительные клеи, крахмалы, белки и т. п., которые сильно адсорбируются на междуфазных поверхностях раздела [61]. Соединения полярно-неполярного типа, обладающие олеофильными свойствами, например жирные кислоты, жирные спирты, стерины и т. п., способствуют образованию эмульсий типа В/М. Высокополимерные соединения, растворимые преимущественно в маслах и содержащие полярные группы, например этилцеллюлоза и модифицированные маслом алкидные смолы, также относятся к эмульгаторам этого типа. К твердым порошкообразным гидрофильным эмульгаторам, избирательно смачивающимся водой и способствующим поэтому образованию эмульсий типа М/В, относятся глины, гидроокиси металлов и т. д. Наоборот, гидрофобные порошки газовой сажи, лигнита и т. д. являются эмульгаторами для эмульсий типа В/М. Действие твердых эмульгаторов легко объяснить, если учесть значение краевого угла на границе твердое тело — масло— вода. Для гидрофильного твердого тела краевой угол в воде меньше 90°, и граница раздела масло — вода между двумя твердыми частицами вогнута по направлению к маслу. Общий эффект влияния большого числа таких частиц заключается в том, что вся междуфазная [c.343]

Капиллярная связь жидкости характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения а и капиллярным давлением р . Коэффициентом поверхностного натяжения называют свободную потенциальную энергию молекул жидкости, находящихся в поверхностном слое, рассчитанную на единицу площади поверхности жидкости эрг см ). Коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе, действующей вдоль поверхности жидкости и приложенной к единице длины междуфазной границы раздела дин см). [c.18]

При контакте между жидкостью и поверхностью не растворимого в ней твердого тела между молекулами обеих фаз по обе стороны поверхности раздела возникает взаимное молекулярное притяжение, и междуфазное поверхностное натяжение будет соответственно меньше, чем сумма его значений для каждой фазы. Однако в этом случае молекулярная картина будет несколько отличаться от случая поверхности раздела жидкость — жидкость, так как перемещение молекул через поверхность раздела в этом случае будет отсутствовать, и условия нз [c.248]

Исследование монослоев может проводиться также путем изуче-ния их влияния на электрический потенциал поверхности. ПрИ контакте двух проводящих фаз между ними возникает разность электрических потенциалов. Причина появления этого междуфазного потенциала заключается в том, что в пограничной области с одной стороны поверхности раздела создается избыток отрицательных зарядов и соответствующий избыток положительных зарядов создается с другой ее стороны. Такое распределение зарядов приводит к возникновению так называемого электрического двойного слоя. В одних случаях электрический двойной слой располагается целиком в одной фазе по отношению к границе раздела фаз, в других — эта граница разделяет обе (положительную и отрицательную) стороны его. [c.274]

Адсорбционные слои, образующиеся на поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей, обычно также более расширены по сравнению с аналогичными слоями на поверхности раздела жидкость — воздух [4, 10], однако при этом, повидимому, скорее чем на поверхности раздела жидкость — воздух, возможно образование и конденсированных слоев вследствие сильного ориентирующего влияния междуфазной поверхности . Образование адсорбционных слоев поверхностноактивных веществ на поверхности раздела двух жидких фаз возможно при адсорбции из любой фазы. Если обе жидкие фазы содержат легко растворимые поверхностноактивные вещества, то адсорбционный слой будет иметь смешанный характер. Таким образом. [c.278]

Наиболее важным свойством эмульсий является их устойчивость. Эмульсии, как и другие дисперсные системы, с термодинамической точки зрения являются системами неустойчивыми. Это является вполне понятным. Представим себе, например, каплю масла диаметром в 1 см, взвешенную в воде. При разделении такой капли на более мелкие капли диаметром в 1 х (10 см) общая поверхность раздела фаз масло — вода должна увеличиться в 10< раз. В такое же число раз будет больше, следовательно, и величина междуфазной поверхностной энергии образовавшейся эмульсии по сравнению с той же величиной для исходной неэмульгированной системы, а устойчивость соответственно меньше. Поэтому получение стабильной эмульсии возможно лишь при условии значительного снижения междуфазного поверхностного натяжения на границе вода — масло, хотя и в этом случае она останется принципиально неустойчивой. В эмульсиях, стабилизованных эмульгатором, лишь немногие из сталкивающихся капель сливаются друг с другом, и очевидно, что обратная величина отношения числа случаев коалесценции к числу столкновений является мерой устойчивости эмульсии. Стабильность эмульсии не может быть абсолютной, но существуют методы, которые позволяют осуществить очень стойкое эмульгирование. Указанное отношение числа случаев коалесценции капель к числу столкновений зависит от природы защитной пленки эмульгатора на поверхности капель (см. стр. 345) и от частоты и интенсивности их соударений, которые, в свою очередь, зависят от концентрации дисперсной фазы, от температуры, условий механического воздействия, вязкости среды (высокая вязкость замедляет скорость движения капель) и от электрического заряда капель. [c.341]

Впоследствии идея сравнительно толстых междуфазных оболочек была развита Робертсом [70], по взглядам которого каждая сторона границы раздела отличается от другой не только поверхностным натяжением, но и электрокинетическим потенциалом. Различие в поверхностном натяжении может быть подтверждено экспериментально, путем сравнения результатов, полученных при измерениях тензиометром Дю-Нуи в зависимости от направления, в котором кольцо перемещается через границу раздела. Существование эмульсий двух типов и в особенности явления обращения эмульсий указывают на то, что изгибание междуфазной поверхности в ту или другую сторону связано с изменением величины свободной энергии. Это, в свою очередь, легко находит объяснение, если исходить из существования оболочки макроскопической толщины, междуфазное натяжение по обе стороны которой различно. Значительно труднее найти объяснение этому, если предполагать, что междуфазная пленка мономолекулярна [71]. [c.346]

Для удобства описания границы раздела фаз примем, что все процессы междуфазного взаимодействия совершаются в направлении, точно совпадающем с осью X, причем эта ось расположена нормально к поверхностям раздела фаз. При этом границу раздела фаз можно схематично представить графиком (рис. 2.). [c.72]

Вопросы химии поверх1ностно-активных соединений и их применения в различных технологических процессах за последнее время приобрели огромный научный и технический интерес. Это связано с возможностью резко изменять свойства различных дисперсных и коллоидных систем путем небольших добавок веществ, способных адсорбироваться на междуфазных поверхностях раздела и образовывать пограничные адсорбционные слои с различными свойствами. [c.82]

Третья особенность междуфазных поверхностей раздела связана с с ущёствованием на многих из них граничной разности электрических потенциалов, достигающей часто больших значений. Поэтому в суспензиях и эмульсиях, в которых одна из фаз находится в сильно измельченном состоянии и междуфазная поверхность очень велика, легко наблюдать электрофоретические явления. Эти явления сводятся к тому, что при наложении разности потенциалов между двумя электродами, погруженными в такую жидкую систему, взвешенные частицы движутся к одному из электродов. Эти эффекты широко исследовались, особенно в биологических системах, и использованы в ряде технических процессов, например при анодном осаждении каучука. [c.8]

Мудд и далее Нугент [67] разработали особую микроскопическую методику исследования свойств адсорбционных пленок эмульгаторов. Капля эмульсии типа М/В и капля чистого масла помещаются на предметное стекло и приводятся в соприкосновение наложением на них покровного стекла. При этом в зависимости от степени гидратации пленки и различий в ее сопротивляемости разрушающим усилиям поведение капель, уже образовавших эмульсию, при увеличении контактирующей с ними чистой поверхности раздела масло — вода, оказывается различным и последовательно меняется — от мгновенного слияния до отталкивания и полного прекрап1ения перемещения междуфазной поверхности раздела. [c.345]

Следовательно, поверхность раздела фаз всегда является источником силового поля вследствие нескомпенсированности молекулярных сил в межфазном поверхностном слое. Понятие о геометрической поверхности раздела фаз следует заменить представлением о пограничном поверхностном слое, так как в действительности существует некоторый переходный междуфазный слой, термодинамические свойства которого непрерывно изменяются по нормали к поверхности вдоль его толщины к. Этот слой подобен сложенной колоде карт. Он состоит из большого числа двумерных фаз — сотен и даже тысяч отдельных листков . Однако наибольшая нескомпенсированность молекулярных [c.24]

Как указывалось выше при рассмотрении поверхности раздела жидкость — газ, в результате действия на молекулы, находящиеся на поверхности, неуравновешенного поля сил на каждой единице площади этой поверхности возникает определенный избыток свободной энергии. Аналогичные условия имеют место и на поверхности раздела двух взаимно нерастворимых жидкостей, вследствие чего эта междуфазная поверхность также стремится сократиться. В соответствии с этим можно говорить о междуфазком поверхностном натяжении, как о силе, действующей касательно к поверхности на каждую единицу длины, эквивалентной междуфазной поверхностной энергии, и, хотя тепловое движение вызывает интенсивное перемещение молекул через поверхность раздела из одной фазы в другую, эта граница проявляется также очень резко и пограничная область распространяется не более чем на два-три молекулярных диаметра. [c.246]

Существует три возможных механизма возникновения междуфазного потенциала. Первый из них связан с различиями в стремлении положительно и отрицательно заряженных частиц переходить из одной фазы в другую. Примером этого является термоэлектронная эмиссия с поверхности нагретого металла в закрытом пространстве, в результате чего создается разность потенциалов между металлом и окружающей средой. Сюда же относится случай возникновения электродного потенциала при погружении металла в водный раствор, или потенциала мембраны, разделяющей два раствора, содержащих ионы, из которых одни более легко проходят через мембрану в сравнении с другими. Во всех этих случаях междуфазная граница разделяет противоположно заряженные части двойного электрического слоя. Электростатические силы, действующие Л1ежду ними, имеют по сравнению с силами притяжения Ван-дер-Ваальса, обусловливающими сцепление, прилипание и растворение, больший радиус действия, поэтому двойные электрические слои имеют диффузное строение и их влияние проявляется во многих случах на расстояниях, больншх по порядку величины, чем средний молекулярный диаметр. [c.274]

Эффективность процесса эмульгирования, которая определяет и устойчивость полученной эмульсии, зависит в основном от характера и интенсивности механического воздействия и от способа введения эмульгатора в эмульгируемую систему. Механическое воздействие вызывает диспергирование внутренней фазы на отдельные небольшие глобулы, так что чем ниже поверхностное натяжение на границе эмульгируемых фаз, тем меньше затрачивается работы на этот процесс. Действие коллоидных мельниц и гомогенизаторов разных типов сводится к созданию в жидкой среде наибольших сдвиговых усилий, облегчающих образование мелких однородных глобул. В системах с очень низким значением междуфазного поверхностного натяжения эмульгирование может происходить самопроизвольно без воздействия извне. В этом случае смешение фаз происходит благодаря конвекционным токам, вызываемым диффузией и небольшими местными разностями температур. Так, раствор пальмитиновой кислоты в парафиновом масле высокой степени очистки, будучи влит в водный раствор едкого натра, образует эмульсию самопроизвольно. На поверхности раздела фаз мыло, действующее как эмульгатор, образуется in situ и благодаря теплоте реакции и диффузии фазы смешиваются, образуя эмульсию [57]. Но при вливании парафинового масла в водный раствор пальмитата натрия самопроизвольного эмульгирования не происходит. Среди систем с очень низким междуфазным натяжением отмечено много других аналогичных примеров самопроизвольного эмульгирования [58]. Однако в большинстве случаев для образования эмульсий требуется механическое диспергирование, которое может быть осуществлено разными способами, от перемешивания вручную до использования сложных механических приспособлений. Один из наиболее эффективных методов образования змульсий заключается в одновременном пропускании обеих жидкостей [c.342]

Для получения стабильной эмульсии необходимо осуществление двух условий образование междуфазного адсорбционного слоя, который создает прочные защитные оболочки вокруг каждой диспергированной капли, и достаточно сильное снижение поверхностного натяжения на поверхности раздела масляной и водной фаз. Насколько важна роль защитной адсорбционной пленки, видно из опытов, показывающих возможность получения эмульсий ртути и сплава Вуда в водной среде [66]. Влияние электрических зарядов, возникающих на каплях эмульсии вследствие адсорбции ионов, так же как и соотношение объемов фаз, в большинстве случаев имеет второстепенное значение. Таким образом, эмульгирующая способность поверхностноактивных веществ определяется их адсорбцией на поверхности раздела фаз, образующих эмульсии, что вызывает понижение поверхностного натяжения и образование поверхностных пленок на этой границе. Природа этой пленки и ее физико-химические свойства и определяют возможность образования эмульсий и их устойчивость. [c.345]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология