Гидрофильное отталкивание

В прослойках воды между гидрофильными поверхностями структурные силы вызывают отталкивание поверхностей, здесь П5>0. Гидрофобные поверхности испытывают в воде силы структурного притяжения (Ш>0). Из экспериментов и теоретического рассмотрения следует, что структурные силы экспоненциально зависят от толщины прослойки [c.15]

Вблизи гидрофильных поверхностей плотность воды повышена и давление на стенке выше Рй- Структурная составляющая расклинивающего давления здесь положительна (П8>0). Резкое возрастание структурных сил отталкивания при утончении водных прослоек препятствует слипанию частиц гидрофильных коллоидов и обеспечивает устойчивость тонких пленок воды на гидрофильных поверхностях. В тех случаях, когда состояние поверхности является промежуточным между гидрофильным и гидрофобным, структура воды в граничных слоях изменена незначительно и структурное взаимодействие практически не проявляется. В этом случае взаимодействие м жду поверхностями, разделяющими водную прослойку, определяется, в соответствии с теорией Дерягина — Ландау—Фервея — Овербека (ДЛФО), молекулярной и электростатической составляющими расклинивающего давления [42, 43]. [c.16]

Вид изотерм определяется при этом не только гидрофильностью поверхности, но и составом водного раствора, влияющим на электростатические и структурные силы и, в меньшей степени, на молекулярные. Так, концентрационное подавление граничных слоев (несмотря на исходно гидрофильную поверхность, например, кварца) приводит к ослаблению сил структурного отталкивания в водных пленках, что вызывает переход от изотерм типа 1 к изотермам 2 или от изотерм типа 2 к изотермам 3. Так как устойчивость толстых -пленок определяется, в основном, электростатическими силами, изменение концентрации и состава водного раствора, влияющее на электрические потенциалы обеих поверхностей пленки, сказывается на виде изотерм П(/г). При повышении концентрации электролита или (и) снижении pH уменьшаются силы электростатического отталкивания, что приводит к сдвигу изотерм П(/1) [c.17]

Для объяснения структурных особенностей тонких прослоек воды, ограниченных монослоями диполей, привлекается нелокальная электростатика (раздел 9). Этот подход учитывает не-локальность действия на среду электрического поля, а именно влияние на состояние диэлектрика напряженности электрического поля не только в данной точке, но и в ее окрестности. Этот эффект оказывается особенно значительным в случае воды в тонких прослойках, вызывая появление в них сил отталкивания гидрофильных поверхностей (структурные силы). Их действием удается количественно объяснить устойчивость тонких слоев воды между бислоями липидов, являющихся физической моделью биологических мембран. [c.117]

Как известно, устойчивость гидрофильных коллоидов обычно выше предсказываемой теорией ДЛФО, учитывающей молекулярное протяжение и электростатическое отталкивание. Однако лишь в последнее время удалось установить прямую связь между устойчивостью гидрофильных коллоидов и толщиной граничных слоев воды, оцененной независимыми методами. Для дисперсий кремнезема и алмаза экспериментально прослеживается влияние на их устойчивость pH дисперсионной среды и температуры. Причиной этого влияния является изменение дальнодействия структурных сил отталкивания, стабилизирующих дисперсию. Стабилизация дисперсий при низких pH связана с увеличением числа поверхностных ОН-групп, способных к образованию водородных связей с молекулами воды, что ведет к росту сил структурного отталкивания. Повышение температуры вызывает ослабление сетки направленных водородных связей в воде, что уменьшает дальнодействие структурных сил и приводит к снижению устойчивости дисперсий. Наблюдающаяся обратимость температурной зависимости устойчивости свидетельствует об обратимости структурной перестройки граничных слоев. [c.168]

Б. В. Дерягиным была выдвинута концепция, согласно которой между коллоидными частицами или поверхностями при их сближении и перекрытии граничных слоев жидкой среды возникают силы взаимодействия, получившие наименование структурных сил [415, 421, 519]. В случае гидрофильных поверхностей появляется структурное отталкивание (структурная составляющая расклинивающего давления). [c.189]

Расчеты, проведенные для гидрофильных систем (кварца, стекла, слюды), показали, что структурное отталкивание вносит существенный вклад в энергию взаимодействия поверхностей или коллоидных частиц [47]. [c.189]

Напротив, все меры, ведущие к росту сил электростатического и структурного отталкивания, улучшают смачивание. Эта цель достигается приданием высокого и одинакового по знаку потенциала поверхностям пленки и (или) гидрофилизацией подложки, например путем увеличения числа центров, способных к образованию водородных связей с молекулами воды. При адсорбции неионогенных гидрофильных ПАВ или полимеров может проявиться дополнительно действие сил стерического отталкивания адсорбционных слоев. Понимание причин, управляющих смачиванием, позволяет в каждом конкретном случае выбирать оптимальные методы для решения практических задач. [c.218]

По Ребиндеру прочность слипания частиц дисперсной фазы зависит от фильности компонентов системы [17]. Наиболее прочные контактные связи возникают у гидрофильных частиц в гидрофобной среде, преобладание сил притяжения над силами отталкивания делает подобные системы неустойчивыми. [c.29]

Механизм этих взаимодействий определяется не взаимодействием самих гидрофобных групп (алифатических или ароматических) и не отталкиванием молекул воды такими фуппами. Причина состоит в изменении структуры воды при растворении таких веществ. В жидкой воде существуют мощные межмолекулярные взаимодействия, обусловленные возникновением водородных связей и приводящие к образованию упорядоченных лабильных сфуктур - кластеров. При растворении полярных (гидрофильных) веществ происходит перестройка структуры воды. Однако при растворении неполярных (гидрофобных) веществ такой перестройки не происходит, и процесс растворения оказывается энергетически невыгодным. При этом более энергетически выгодной является ассоциация молекул растворяемого [c.347]

При введении в коллоидный раствор электролитов происходит сжатие диффузного слоя и даже его разрушение, в результате чего силы отталкивания между частицами уменьшаются, частицы слипаются и выпадают в осадок — происходит коагуляция коллоидного раствора. Чем выше заряд противоиона во введенном электролите, тем при меньшей концентрации наблюдается эффект коагуляции (правило Шульце — Гарди). Гидрофильные коллоиды коагулируют только при значительных концентрациях электролита. Коагуляции коллоидов способствует также повышение температуры раствора. Таким образом, для разрушения коллоидного раствора и его коагуляции необходимо нагревание и введение электролита. [c.99]

Полярная группа дифильной молекулы поверхностно-активного вещества благодаря гидрофильности и способности гидратироваться будет погружена в воду, а углеводородный радикал будет лежать плашмя на воде, так как между радикалом и молекулами воды существуют силы притяжения. (Следует помнить, что выталкивание неполярного радикала на поверхность происходит не под действием сил отталкивания между радикалом и молекулами воды, а потому что притяжение между молекулами воды друг к другу больше, чем притяжение между молекулами воды и радикалом.) [c.129]

Предельно развитые диффузные ионные слои наибольшей толщины образуются на плоскостях спайности при замещении всех катионов на однозарядные, когда в водной среде нет избыточных ионов. Такие слои стабилизируют эти поверхности, предотвращая компактную коагуляцию частичек по ним не только вследствие отталкивания одноименно заряженных противоионных атмосфер (расклинивающего действия по Б. В. Дерягину), но и вследствие высокой гидрофильности, т. е. весьма малого поверхностного натяжения на внешней поверхности оболочки глинистых частичек. [c.237]

Одним из важнейших факторов, определяющих потерю седиментационной устойчивости, является потеря агрегативной устойчивости, приводящая к объединению частиц и коагуляции дисперсной фазы. Агрегативная устойчивость может быть следствием существования на поверхности частиц двойного электрического слоя. Агрегативно устойчивы частицы, на поверхности которых находится развитый гидратный слой, возникающий нри наличии поверхностных гидрофильных функциональных групп. Наконец, агрегативная устойчивость может быть вызвана образованием адсорбционной оболочки, обладающей высокой структурной вязкостью. В разбавленных водных золях и суспензиях наибольший вклад в агрегативную устойчивость системы вносят силы электрического отталкивания, способные обеспечить практически полную их устойчивость. [c.16]

Стойкость эмульсии зависит от наличия в ней эмульгаторов веществ, растворимых в одной из жидкостей и образующих как бы пленку, обволакивающую капельки и препятствующую их слиянию Эмульгаторы бывают гидрофильные и гидрофобные. К гидрофильным эмульгаторам, хорошо растворимым в воде и не растворимым в нефти, относятся натриевые соли нафтеновых кислот, сульфокислоты и др. к гидрофобным эмульгаторам, хорошо растворимым в нефти и не растворимым в воде,— нафтенаты, тонкоизмельченные частицы глины, окислы металлов (особенно Са, М , Ее, А1), смолисто-асфальтеновые вещества и др. Наличие эмульгаторов способствует образованию эмульсии, отвечающей по типу названию эмульгатора. Другая причина стойкости эмульсии — накопление зарядов статического электричества на каплях воды и твердых частицах. Под влиянием этих зарядов происходит взаимное отталкивание частиц воды. [c.46]

Концентрационные изменения структуры растворов сахарозы рассматривались в [77, 78]. Авторы этих работ пришли к выводу, что в различных областях диапазона концентраций взаимодействие сахарозы с водой специфично. В разбавленных растворах, когда число молекул воды, связанных с молекулой сахарозы, превышает число гидрофильных активных центров, структура воды остается практически невозмущенной. Гидратная оболочка (или ячейка [78]) препятствует сближению молекул сахарозы, что равносильно отталкиванию. По мере увеличения концентрации толщина водного окружения падает. Однако, как считают авторы [78], раствор все еще находится в состоянии максимальной стабилизации вплоть до некоторой предельной концентрации (0,05 м.д. [77], 0,06 м.д. [78]). Этот состав отвечает структуре клатратного типа (клатрат 1 [100]) и обладает максимальной плотностью. [c.103]

Выражение гидрофобная ассоциация не содержит этого неправильного истолкования. Гидрофобная молекулярная группа ведет себя как постороннее тело в водной среде ее присутствие предохраняет молекулы воды, образующие наиболее благоприятные (пусть даже временные) ассоциационные структуры. Разрушение струн- туры, вероятно, начинается на расстоянии нескольких молекулярных диаметров от гидрофобной группы. Когда две такие группы подходят друг к другу, происходит значительное структурирование воды. То же самое наблюдается при сближении двух гидрофобных поверхностей (например, парафиновые капли). Явление, обратное гидрофобной ассоциации, называется гидрофильным отталкиванием (сильно гидратированные молекулярные группы будут отталкиваться). [c.83]

Гидрофильно гидрофобный баланс НПАВ определяется соотношением длин углеводородных и полиоксиэтиленовых цепей и сильно меняется с температурой. С понижением степени оксиэти-лирования температура помутнения и солюбилизующая способность НПАВ понижаются (рис. 11) [67]. Поэтому температуру полимеризации при прочих одинаковых условиях следует выбирать в зависимости от степени оксиэтилнрования эмульгатора. Ввиду отсутствия электростатического отталкивания между частицами, стабилизованными молекулами НПАВ [22, 68], устойчивость таких латексов определяется в основном структурно-механическими свойствами защитных слоев. Эти слои, как правило, адсорбцион-но-насыщенны и характеризуются высокой поверхностной вязкостью [69, 70]. Иногда высокую устойчивость латексов, стабилизованных НПАВ, связывают с тем, что защитные слои в этом случае образованы структурированными многослойными пленками. [c.600]

Согласно Пешли, гидратные (точнее, структурные) силы могут возникать как на гидрофильных поверхностях с гидратированными полярными или ионными группами, так и на поверхностях, которые вначале не являются гидрофильными, но могут изменяться при адсорбции гидратированных форм и вести себя как гидрофильные ( вторичная гидратация ) [121]. В основе теории гидратных сил лежит положение о поверхностной адсорбции гидратированных ионов. Анализ явления показывает, что действие гидратных сил определяется не только плотностью адсорбированных катионов, но и изменением свободной энергии, связанным с замещением катионом иона Н3О+. Силы гидратации проявляются в достаточно концентрированных растворах (более 10 моль/л), и их величина определяется положением ионов в лиотропном ряду. Этот механизм, согласно которому взаимодействие гидратированных катионов приводит к возникновению сил отталкивания между поверхностями с достаточно высокой плотностью поверхностного заряда и слабой способностью к образованию водородных связей, может объяснить высокие пороговые концентрации, необходимые для коагуляции амфотерных частиц латекса полистирола [501] и золя SIO2 [502]. [c.173]

Длина углеводородной цепи оказывает решающее влияние на мицеллообразова ние ПАВ в водных средах. Чем длиннее цепь, тем больше оказывается выигрыш энергии в результате когезии углеводородных радикалов и, следовательно, меньше необходимая концентрация ПАВ в растворе для образования мицелл. Критическая концентрация мицеллообразования зависит также от сил электростатического отталки-ваг[ня между ионизированными гидрофильными группами, поскольку сближение этих групп в процессе мицеллообразования требует определенной затраты энергии на преодоление сил кулоновского отталкивания. [c.139]

Примером пептизации с помощью поверхностно-активных веществ может служить пептизация высокодисперсного порошка кровяного, угля пикриновой кислотой и мылами. Окись железа также может быть пептизирована мылами, а окись алюминия — ализарином. Высокодисперсный порошок гидрофильного каолина пептизируется гуминовыми кислотами. Хорошим пептйзирующим действием часто обладают высокомолекулярные вещества, макромолекулы которых способны адсорбироваться на частицах и придавать им заряд или сольватную оболочку. Согласно новым воззрениям пептизация может обусловливаться и взаимным отталкиванием совершающих тепловое движение гибких цепных молекул, только частично адсорбировавшихся на поверхности коллоидной частицы. Более подробно об этих взглядах сказано в гл. IX. [c.255]

Измерение краевых углов для различных твердых тел позволяет их разделить по отношению к смачивающей жидкости (см. гл. XVII) на две группы — лиофиль-ные и лиофобные (греческие лиос — жидкость, филос — любовь, фобус — ужас, отталкивание). Это относится и к дисперсным системам, для которых характерно интенсивное взаимодействие дисперсионной среды с поверхностью дисперсной фазы — лиофильные системы (это взаимодействие обусловливается образованием развитых сольватных слоев). Системы с очень слабо выраженным взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды — лиофобные системы, при смачивании водой — соответственно, гидрофильные, хорошо смачиваемые, и гидрофобные, т. е. плохо смачиваемые. При смачивании водой твердые тела в зависимости от их физико-химической природы, в частности горные породы, проявляют как гидрофильные, так и гидрофобные свойства. Например, кварцит, кальцит и т. д.— гидрофильны, а ископаемые угли, сера, пирит и другие сульфиды — гидрофобны. [c.180]

Агрегат из молекул ПАВ образуется из углеводородных цепей, а гидрофильные части молекул располагаются на внешней поверхности мИцеллы. Основной причиной возникновения в водных растворах агрегатов из углеводородных цепей являются когезионные силы между молекулами воды, которые больше, чем взаимное притяжение молекул воды и углеводородных цепей. Молекулы воды как бы вытесняют углеводородные цепи из раствора, что сопровождается уменьшением энтальпии системы. Образованию мицелл препятствуют силы взаимного отталкиваиия гидрофильных частей молекул ПАВ. Для ионных ПАВ это отталкивание обусловлено электростатическим взаимодействием одноименно заряженных ионогенных групп,, для НПАВ — осмотическими силами, которые возникают из-за повышения концентрации оксиэтиленовых цепей в периферической части мицеллы. Кроме того, образованию мицелл препятствует падение энтропии из-за возрастания при агрегации [c.405]

В монографиях В. Клейтона, А.И. Рабинерсона и других авторов содержится важное замечание о том, что молекулы ПАВ упаковываются в адсорбционном слое всегда более плотно, чем ионы, ввиду наличия полярных сил отталкивания между гидрофильными группами последних и разжижения слоя. Эти данные свидетельствуют в пользу выбора неионных эмульгаторов для получения стабильных обратных эмульсий. [c.23]

ЭТОМ двумерном растворе. До достижения этой концентрации взаимодействие молекул ПАВ в адсорбционном слое определяется лишь ван-дер-ваальсовскнм притяжением. При наступлении критической концентрации двумерной ассоциации должны образовываться ассоциаты конечной формы (по аналогии с объемным раствором), окруженные оболочкой из гидрофильных групп. Вероятная форма таких ассоциатов — плоская розетка. Ядро такой розетки состоит из углеводородных радикалов. При наступлении ассоциации в качестве отдельных кинетических единиц на поверхности раздела фаз должны рассматриваться сформированные двумерные ассоциаты. Внутри таких ассоциатов молекулы ПАВ, испытывают взаимное притяжение, но между ассо-циатами возникает отталкивание. [c.92]

Таким образом, несмотря на различия методик и поверхностей (но во всех случаях достаточно гидрофильных), силы структурного отталкивания в области малых расстояний испытывают резкий экспоненциальный рост с характерной длиной I порядка 10 A. При этом для прослоек толщиной А < 50 A повышение концентрации 1—1-электролита до 10" моль/л мало влияет на структурные силы. Как было показано в 1 зтой главы, граничные слои воды начинают интенсивно разрушаться лишь при более высокой концентрации электролита.. Израелашвили и Адамс [152] также отмечают малую чувствительность структурных сил к изменению концентрации 1—1-электролита в пределах от 10 до 10 моль/л. [c.238]