Межфазное натяжение методы определения

Рис. 111.22. Определение межфазного натяжения методом поднятия в капилляре(диаметр внутреннего капилляра 0,4 мм).

Для определения межфазного натяжения на поверхности двух жидкостей пригодны многие методы, применяемые для измерения поверхностного натяжения на границе жидкость — газ. [c.55]

Один из наиболее широко используемых статических методов заключается в определении веса или объема капли, которая медленно отрывается от кончика вертикально расположенного капилляра. При этом, если определяется поверхностное натяжение жидкости, капля падает в воздух, при измерении межфазного натяжения— в жидкость, представляющую другую фазу. [c.168]

Возможно, самый простой способ заключается в использовании метода Вильгельми для определения межфазного натяжения (см. стр. 167). Если масляная фаза легче водной, то в чистую стеклянную чашку вводят сначала водную фазу примеси удаляют с помощью воздушной струи, создаваемой капиллярами, которые присоединены к водяному насосу (Александер и Теорелл, 1939). [c.182]

Следует отметить, что число опубликованных работ по определению коэффициентов диффузии ПЛВ весьма ограничено. Причем практически все сведения относятся к водным растворам. В литературе отсутствует также описание методов прямого определения количества ПАВ, продиффундировавшего из водного раствора в нефть. Обычно ограничиваются лишь косвенной оценкой количества ПАВ, продиффундировавшего из водного раствора в нефть, по изменению межфазного натяжения нефти на границе с дистиллированной водой [10]. Но такой способ отличается некоторой условностью. Дело в том, что неионогенные ПАВ, применяемые в нефтяной промышленности, состоят из фракций, отличающихся друг от друга молекулярной массой, поверхностной активностью и диффузионными свойствами [4]. При контакте водного раствора с нефтью молекулы таких ПАВ диффундируют неодинаково, и распределение их по фракциям н нефти становится иным, чем в исходном водном растворе. Все это отразится на точности определения количества продиффундировавшего в нефть ПАВ по калибровочному графику, построенному для ПАВ исходного состава. [c.12]

Межфазное натяжение на границе раздела углеводородный раствор ПАВ—водная фаза может быть определено по стандартным методикам, например по методу определения объема углеводородной капли, выдавливаемой в водную среду из фторопластового капилляра [118] или по форме лежачей углеводородной капли в водной среде [101, 119]. Однако для устойчивых черных углеводородных пленок межфазное натяжение обычно не превышает 6 дин/см [35]. При таких малых межфазных натяжениях эти методы становятся неточными. В этом случае удобно использовать метод взвешивания гидрофобной рамочки, помещенной на границу раздела углеводородный раствор ПАВ—водная среда, с пленкой и без [16, 61]. Этот метод использовался ранее для определения поверхностного натяжения водных растворов и пенных пленок [112, ИЗ]. Межфазное натяжение определяется из простого соотношения [c.85]

При определении межфазного натяжения методом отрыва кольца необходимо тщательно контролировать полноту смачивания кольца нижней жидкостью. В остальном техника измерений остается той же, что и в случае границы раздела жидкость — газ. [c.55]

Наиболее полно в книге освещены физико-химические свойства пленок (глава IV), такие, как толщина и строение, разница между адсорбцией ПАВ в черной пленке и на поверхности раздела объемных фаз (вода—органическая жидкость), равновесных с пленкой, ориентация молекул ПАВ в пленках из органических жидкостей различной природы, межфазное натяжение пленки и краевые углы между черной пленкой и объемной фазой, образование многослойных черных пленок, кинетика возникновения и роста черных пятен, концентрация образования черных пятен и ее зависимость от свойств ПАВ и природы органической фазы, влияние электрического поля на натяжение и устойчивость пленок и др. Обсуждается взаимосвязь различных физико-химических свойств углеводородных пленок с их устойчивостью. На основе термодинамики тонких пленок и теории молекулярного взаимодействия, с учетом реальной структуры черной пленки и различных составляющих расклинивающего давления, авторами разработан точный метод экспериментального определения констант Гамакера и проведено исследование влияния разнообразных факторов на молекулярное взаимодействие в черных пленках. [c.4]

Метод 4. Щелочное заводнение основано на снижении межфазного натяжения на границе нефть—вода при растворении щелочи, а также на способности щелочных растворов образовывать стойкие водонефтяные эмульсии, которые в определенных условиях способствуют изменению параметра подвижности и выравниванию фронта вытеснения. По мнению специалистов, метод дает эффект при вязкости нефти около 50 мПа-с [c.52]

Для определения межфазного натяжения наиболее широко применяются сталагмометрический метод и метод максимального давления в капле. [c.55]

Трудность экспериментального подтверждения химического разрушения ПАВ в пластовых условиях всегда была связана с отсутствием эффективных методов определения остаточной концентрации неразрушенного ПАВ. Все способы определения потерь ПАВ, включая адсорбцию, являются косвенными [68]. При этом часто не учитывается диффузия ПАВ в нефть. Применяемые до последнего времени методы определения концентрации НПАВ в водных растворах основаны на различных физических явлениях и химических реакциях, но ни один из них не определяет и не доказывает целостность молекул ПАВ. Так, сталагмометрический метод определения концентрации ПАВ в водном растворе основан на измерении межфазного натяжения на границе раздела фаз водного раствора ПАВ с керосином с помош ью сталагмометра [69]. Неточность метода растет с увеличением концентрации и степени оксиэтилирования ПАВ. [c.98]

На границе твердого тела с жидкостью или газом также суш,е-ствует избыточная свободная поверхностная энергия (° 1г)-Трактовка этой величины как межфазного натяжения затруднена вследствие необратимости процессов образования новой поверхности сравнение с эластичной пленкой является в этом случае еще менее наглядным. Значения и сг. для большинства твердых тел превышают значения и сг , поскольку интенсивность силового поля в твердых телах больше, чем в жидких. В настоящее время не существует строгих методов экспериментального определения о.рр и ввиду трудности измерения работы обратимого изменения а на этих границах. Однако косвенные методы и теоретические расчеты показывают, что значения для твердых тел имеют обычно порядок сотен и даже тысяч эрг/см при комнатной температуре (см. раздел IX. 1). [c.54]

Здесь к — поправочный коэффициент, зависящий от геометрии кольца, он может быть найден с помощью специальных таблиц, рассчитанных на основе численного интегрирования уравнения Лапласа. Метод Дю-Нуи прост в аппаратурном оформлении, достаточно точен и часто используется для определения поверхностного натяжения жидкостей значительно реже он применяется для определения межфазного натяжения на границе жидкость—жидкость, поскольку в этом случае трудно реализовать условия >=0°. [c.40]

Погрешность измерения но этому методу для углов / 10° составляет 1—2%. Для определения натяжения черной пленки кроме краевого угла необходимо знать межфазное натяжение. [c.85]

Наиболее распространенными методами определения поверхностного (и межфазного) натяжения являются метод подвешенной (висячей) капли, метод покоящейся капли и измерение краевых углов смачивания. [c.261]

Бурковский М., Маркс Ц. Примеры использования методики определения низких значений межфазного натяжения методом вращения капли. Tenside 15.—1978.—№ 5.—С. 212. [c.388]

При высоких концентрациях полимеров скорость образования адсорбционного слоя несколько увеличивается. С этими результатами хорошо согласуются литературные данные, по которым минимальное значение межфазного поверхностного натяжения водных растворов белков и полимеров на границе с предельным углеводородом достигается в течение нескольких часов [149 . Однако следует отметить, что равновесное значение поверхностного натяжения, измеренное методом висящей капли, устанавливается раньте достижения предельного значения межфазной прочности. Например, для сывороточного альбумина, яичного альбумина и лизоцима равновесное значение поверхностного натяжения достигалось примерно через 30 жик, а предельное значение прочности— через 2—3 час. Это указывает на то, что метод определения Ps более чувствителен к изменениям, происходящим в межфазных слоях, чем метод измерения поверхностного натяжения. [c.213]

Косвенные методы сводятся обычно к экстраполяции поверхностного натяжения на границе раздела растворов полимеров друг с другом к 100%-ной концентрации (растворитель отсутствует) [183] или от высоких температур к более низким, или путем расчета. Для прямого определения применяют метод висящей капли [184]. Некоторые данные о межфазном натяжении на границе раздела расплавов полимеров [184] приведены ниже [c.42]

За время, прошедшее после второго издания этой книги, опубликовано большое число работ, в которых исследуются свойства заряженных поверхностей раздела твердое тело — жидкость. По сравнению с системой ртуть — жидкость здесь возникают свои проблемы. В таких системах межфазное натяжение невозможно измерить непосредственно, и электрокапиллярные кривые получают косвенными методами. Для решения этой задачи используют два принципиально разных подхода. Во-первых, если твердое тело обладает достаточной электропроводностью, его можно исследовать как обычный электрод (см. разд. IV-И Г). Для измерения емкости межфазной области в зависимости от потенциала, природы электролита и т. д. существует множество разнообразных методов. Во-вторых, твердое тело может находиться в растворе в виде тонкой суспензии, образующей, по существу, коллоидную фазу. В этом случае абсолютный межфазный потенциал непосредственно измерить нельзя, его можно менять на определенную величину, задавая концентрацию потенциал-определяющего иона. Кроме того, с помощью электрофоретических измерений можно определить дзета-потенциал и по нему приблизительно оценить межфазный потенциал. Наконец, если диспергированное твердое тело имеет достаточную удельную поверхность, можно непосредственно определять количество адсорбированных электролитов и других веществ. [c.188]

Межфазное натяжение на фанице жидкость— жидкость. Для определения коэффициента межфазного натяжения на границе жидкость — жидкость применихма та же экспериментальная техника, что и для границы жидкость — газ. На рис. 23 показа-, на схема установки для измерения коэффициента межфазного натяжения методом максимального давления. Жидкость А наливают в трубку, один конец которой погружен в жидкость В. Минимальная высота жидкости А в трубке, при которой отрываются капли, соответствуют определенному межфазному натяжению. Работами ряда исследователей было показано, что метод капиллярного поднятия и методы покоящихся капель также дают точные результаты. [c.56]

При определении межфазного натяжения методом максимального давления в капле необходимо применять наклонный манометр, чувствительность которого в 1/sina раз выше, чем вертикального (а — угол наклона манометрической трубки). [c.56]

Уравнение Лапласа лежит в основе экспериментального метода максимального давления пузырька для определения поверхностного натяжения жидкостей и жидких растворов, а также межфазного натяжения. Метод заключается в продавлива-нии через капилляр, опущенный в жидкую фазу, газа (воздуха) или жидкости (другой фазы). Максимальное давление соответствует образованию полусферы пузырька (капли) радиуса, равного радиусу капилляра, и его отрыву от капилляра. Чтобы избежать погрешности при измерении кривизны мениска (или радиуса капилляра), используют относительный метод, включающий определение константы прибора по стандартной жидкости. Зная поверхностное натяжение стандартной жидкости, постоянную прибора к вычисляют по формуле [c.104]

Нами [159, 160] был сконструирован и изготовлен прибор (рис. 13) для определения поверхностного натяжения на границе битум — воздух. В основу работы этого прибора положен капельный метод измерения межфазного натяжения. Меж-фазное поверхностное натяжение о (в дин1см) рассчитывалось по формуле [c.67]

Небольшие канлн жидкости помещают иа плоскую поверхность, например на слой клеток, покрывающий фильтрационную мембрану, или иа слой белка, нанесенный иа мембрану для ультрафильтрации, Зате.м измеряют угол между поверхностью (со стороны капли) и касатсльпой к кайле в точке ее краевого контакта с поверхностью (рис. 8). Оборудование, необходимое для измерения краевых углов, сходно с применяемым для определения межфазного натяження методом висячей [c.152]

Растворенные газы (даже углеводороды) понижают поверхностное натяжение нефти [131 —132], но эффект менее значителен, и изменения, возможно, обусловлены наличием молекул растворенного газа. Этот факт имеет большое значение для промышленности, где вязкость и поверхностное натяжение жидкости могут влиять на количество нефти, извлеченной при определенных условиях. Большая часть того, что было сказано, относится к межфазному (граничному) натяжению [133—134]. В системе нефть — вода pH водной фазы окажет влияние на межфазное натяжение это изменение не велико для нефтепродуктов с высокой степенью очистки, но увеличение pH, наблюдающееся в случае плохо очищенных или слегка окисленных нефтей, вызовет быстрое уменьшение меж-фазного натяжения [134—135]. Изменение поверхностного натяжения на границе раздела нефть — щелочная вода было предложено как метод контроля для последующей очистки или окисления таких продуктов, как, например, турбинные и изоляторные масла [136—138]. В тех случаях, когда поверхностное или межфазное натяжение понижается присутствием растворенных веществ, которые имеют тенденцию образовывать поверхностную пленку, требуется некоторое время, чтобы получить конечную концентрацию и, следовательно, — конечное значение натяжения. В таких системах необходимо различать динамическое и статическое натяжения первое относится к неокисленной поверхности, имеющей [c.183]

Уравнение Гиббса часто применяют для вычисления адсорбции на межфазных поверхностях эмульсий М/В. Благодаря значительной межфазной поверхности, эмульсии являются удобными системами для определения адсорбции посредством измерения падения концентрации эмульгирующего агента. Кокбейн (1954) успешно измерил поверхностные концентрации додецилсульфата натрия на межфазной поверхности эмульсии типа М/В и показал применимость уравнения Гиббса. Трудности возникают, когда замедляется достижение постоянного значения поверхностного или межфазного натяжения, например, в случае сильно разбавленных растворов, следов высоко поверхностно-активных примесей или при наличии макромолекул. Во-первых, все методы, связанные с увеличением межфазной поверхности — например, метод счета капель или метод дю Нуи — дают завышенные результаты (Педдэй и Расселл, 1960). Во-вторых, применение равновесной формулы к системе, поверхностное натяжение которой все еще медленно уменьшается (например, протеины), является сомнительным, так как скорость понижения а может быть [c.85]

Недавно разработаны методы определения влияния изменения межфазной поверхности на поверхностное натяжение раствора ПАВ (Майзельс и др., 1961 ван ден Темпель и др., 1964). Например, когда поверхность раствора додекандиола-1,2 увеличивали посредством передвижения барьера, поверхностное натяжение падало на 4 дин см. Гарнером и Мина (1958, 1959) использован метод сжатия струи для [c.86]

В последние годы наблюдается заметный прогресс и в изучении физико-химических свойств пленок, важных для понимания устойчивости черных углеводородных пленок и эмульсий. Это объясняется рядом причин. Во-первых, благодаря работам Дерягина с сотр. [27], Русанова [29], Тошева и Иванова [29] значительное развитие получила термодинамика тонких пленок, без которой невозможна правильная интерпретация таких свойств пленок, как толщина, межфазное натяжение, краевые углы и т. д. Большие успехи достигнуты и в другой области физики, важной при исследовании свойств черных пленок, — в теории молекулярного взаимодействия макроскопических объектов [30—32]. Важную роль в ускорении исследований черных углеводородных пленок сыграли новые методы исследований. Это прежде всего относится к совершенствованию методов определения межфазного натяжения, состава и толщины пленок и появлению метода краевых углов, дающего уникальную информацию о состоянии вещества в черных пленках [33]. [c.10]

До появления методов измерения краевых углов, возникающих в зоне контакта черной пленки с объемной углеводородной фазой, межфазное натяжение черных углеводородных пленок в водной среде определили прямым путем, используя зависимость капиллярного давления в искривленной пленке от межфазного натяжения [46, 145—149]. Одисание этого метода дано в главе III. Так, в пленке из 4%-ного раствора фосфатидилхолина (из бычьего мозга) в сложной смеси тетрадекана, хлороформа и метанола межфазное натяжение пленки оказалось равным 2,4 дин см [146]. В другой работе [147] аналогичным методом определено натяжение пленки из фосфатидилхолина и холестерина (в декане и гептане). Натяжение было равно 1,7 0,3 дин см. Для ряда систем, содержащих несколько поверхностно-активных компонентов, измерения натяжений сделаны Тиеном [16]. В зависимости от состава пленки ее межфазное натяжение изменялось от 0,15 0,05 до 5,7 0,8 дин1см. Погрешность в определении межфазного натяжения пленки во всех этих работах значительно превышает разницу натяжений Ао, поэтому полученные данные не имеют большой ценности и носят чисто иллюстративный характер. [c.123]

Резкое снижение межфазного натяжения до десятых долей миллиньютонов на метр путем проведения хи. лической реакции на межфазной границе между высшими карбоновыми кислотами или продуктами их содержащими и водными растворами щелочных агентов (метод "in situ"). В этом случае определяющую роль играет состав водной фазы. Использование пресной воды с растворенными в ней гидроокисями щелочных металлов приведет к получению водорастворимого эмульгатора, который будет стабилизировать прямую, а не обратную эмульсию. Если же в качестве щелочных агентов использовать оксиды щелочноземельных металлов или гидрооксиды щелочных металлов, растворенные в минерализованной воде, то будет идти процесс образования мыл многовалентных металлов и высших карбоновых кислот, которые служат эффективными стабилизаторами обратной эмульсии. В этом случае, в отличие от двух предыдущих, в определенном интервале значений pH будет соблюдаться корреляция между межфазным натяжением и стабильностью обратных эмульсий, а также их фильтрационными потерями как в обычных условиях, так и при повышении температуры в системе. [c.55]

Важным цреимуществом использования метода максимального давления для определения межфазного натяжения является независимость результатов измерений от угла смачивания. [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология