Капилляры и смачивание

Знак заряда коллоидных частиц золей можно определить методом электрофореза (см. работу 57), а для окрашенных золей — методом капиллярного анализа. В основе такого определения лежит зависимость адсорбируемого золя от знака заряда поверхности адсорбента, например фильтровальной бумаги. При смачивании последней водой под действием сил поверхностного натяжения вода поднимается по капиллярам бумаги. При этом стенки капилляров заряжаются отрицательно, а граничащая с ними вода — положительно. Если вместо воды взять гидрозоль, то его заряженные коллоидные частицы смогут передвигаться вверх по полоске мокрой бумаги только в том случае, когда они заряжены отрицательно (одноименно со стенками капилляров). Положительно заряженные частицы будут притягиваться отрицательным зарядом стенок капилляров и оседать на них. [c.189]

Рассчитайте давление паров воды над вогнутым мениском в капиллярах радиусом 0,001 и 10 мкм при 293 К. Угол смачивания примите равным нулю. Плотность воды 0,998 г/см , давление пара над макрофазой 2338 Па, поверхностное натяжение воды 72,75 мДж/мЛ [c.36]

Рис. 13.6. Профили мениска в плоском капилляре при полном смачивании

Рассчитайте равновесное давление паров над водой, находящейся в капилляре радиусом 1 мкм при 293 К, предполагая, что угол смачивания равен 0°. Выразите результат в процентах от давления насыщенного пара воды. При 293 К плотность воды 0,998 г/см , поверхностное натяжение 72,75 мДж/м , давление насыщенного пара 2338 Па. [c.35]

I. Метод капиллярного поднятия [57, 58, 105, 106]. Метод основан на измерении высоты поднятия жидкости в цилиндрическом капилляре h при условии полного смачивания его стенок. [c.332]

Для определения поверхностного натяжения нефтей и нефтепродуктов применяются метод отрыва кольца и капиллярный метод. Первый основан на измерении величины силы, необходимой для отрыва кольца от поверхности раздела двух фаз. Эта сила пропорциональна удвоенной длине окружности кольца. При капиллярном методе (рис. 43) измеряют высоту подъема жидкости в капиллярной трубке. Недостатком его является зависимость высоты подъема жидкости не только от величины поверхностного натяжения, но и от характера смачивания стенок капилляра исследуемой жидкостью. Более точным из разновидностей капиллярного метода является метод висячей капли, основанный на измерении веса капли жидкости, отрывающейся от капилляра. На результаты измерения влияют плотность жидкости и размеры капли и не влияет угол смачивания жидкостью твердой поверхности. Этот метод позволяет определять [c.92]

На смачивание твердого тела может влиять шероховатость поверхности, причем чем больше шероховатость, тем резче проявляются свойства поверхности, обуславливающие притяжение или отталкивание воды. Подобное влияние можно объяснить тем, что при 0 < 90° (для гладкой поверхности) жидкость проникает в углубления поверхности подобно тому, как она всасывается в смачиваемые ею капилляры. Понятно, что это улучшает смачивание шероховатой поверхности. Если 0 > 90°, то жидкость но [c.159]

По этой формуле, зная г, угол смачивания 0, р и Рз и измеряя высоту поднятия h жидкости в капилляре, можно вычислить ст. [c.117]

Рис. 31. Схема движения жидкости в капилляре при различном смачивании.

Поверхностное натяжение можно измерять аналогично измерению осмотического давления высотой к поднятия воды в капилляре (смачивание стенок сосуда ) при этом вес поднявшегося столба воды уравновесится поверхностным натяжением те r Л I g а-2 г, гк-йв I , [c.294]

Кончик капилляра погружают в верхнюю фазу, засасывают немного нефтепродукта, после чего кончик осторожно опускают до поверхности раздела нижней и верхней фаз. Обычно при этом в кончик входит некоторое количество воды, что указывает на хорошее смачивание стекла обеими жидкостями. Затем поднимают кончик так, чтобы верхние уровни нефтепродукта в кончике и пробирке совпадали. При работе с вертикальным манометром ст вычисляется по формуле (VII. 24). [c.123]

При смачивании поверхности капилляра жидкостью возникает вогнутый мениск, при несмачивании выпуклый. Если капилляр опустить в жидкость, то вследствие возникновения капиллярного давления внутри капилляра граница жидкости перемещается до тех пор, пока не установится равновесие между гидростатическим давлением и капиллярным давлением. При этом смачивающая жидкость поднимаете , а несмачивающая, наоборот, опускается. В состояний равновесия [c.8]

При малых перепадах давления с увеличением радиуса капилляров возрастает роль силы тяжести жидкости, а с уменьшением их радиуса роль капиллярных сил, обусловленных смачиванием и кривизной поверхности. Пренебрежение указанными факторами иногда может привести к существенным погрешностям в расчетах определяемых параметров. Особенно сильные отклонения от закона Стокса наблюдаются при течении в микропорах, радиусы которых соизмеримы с радиусом действия поверхностных молекулярных ил. Жидкость в таких порах под действием поверхностных сил приобретает определенную структуру. В связи с этим течение в капилляре не может начаться до тех пор, пока перепад давления не скомпенсирует сопротивление структуры. [c.233]

После прекращения нагрева время достижения образцом исходной температуры ( 20°С) при рост = 4,2-10 мм рт. ст. составило более 95 мин. Следовательно, рекомендуемое методикой [1, 2] время нагревания необходимо увеличить не менее чем на 20 мин, а время остывания образца не менее чем на 40—60 мин, так как иначе отпадает необходимость в столь тщательном (по температуре 0,05°С) проведении калибровки капилляра дилатометра и эксперимента, ибо истинные условия проведения последнего будут иными. Кроме того, табличные значения (при температуре опыта) величин поверхностного натяжения б и краевого угла смачивания 0, используемые для определения размера эквивалентных радиусов пор, окажутся завышенными на неопределенную величину. [c.233]

Капиллярное давление является движущей силой поднятия или опускания жидкости в капиллярах, частично погруженных в эту жидкость. При смачивании жидкостью поверхности капилляра в нем образуется вогнутая поверхность, давление под которой меньше, чем под плоской поверхностью жидкости в сосуде. Под действием этой разности давлений жидкость в капилляре поднимается выше ее уровня в сосуде до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости не уравновесит капиллярное давление. Если жидкость не смачивает поверхность капилляра, то в нем образуется выпуклая поверхность, давление под которой больше, чем под плоской поверхностью. Вследствие этого жидкость в капилляре опускается ниже ее уровня в сосуде. [c.21]

Пусть жидкая и газообразная фазы 1 и 2 разделены плоской поверхностью А А—А А " я вогнутой поверхностью ВВ в цилиндрическом капилляре (рис. 27). Угол смачивания (краевой угол) между фазой 1 и веществом, из которого изготовлен капилляр, равен углу, образованному мениском с вертикальной стенкой капилляра. Внутренний радиус капилляра равен г. Если рассматривать поверхность ВВ как часть сферической поверхности с центром [c.116]

В методах капиллярного поднятия и отрыва кольца существенную роль играет смачивание исследуемой жидкостью поверхности частей прибора — стенок капилляра или металла кольца, т. е. краевой угол смачивания. Так как определить краевой угол при таком измерении крайне затруднительно, то эти методы применяют только в условиях полного смачивания. Для чистых жидкостей это условие почти всегда легко соблюдается, тогда как в растворах, особенно поверхностно-активных веществ, оно часто практически не достигается. По этой же причине и для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидкостей эти методы также мало применимы. В связи с этим в ряде случаев следует предпочесть методы, в которых смачивание не играет роли. Это методы наибольшего давления пузырьков, неподвижной капли, взвешивания капли. Они пригодны для измерения поверхностного натяжения для любых границ раздела. [c.12]

О, то угол 0 между направлением ОХ (параллельным горизонтальной плоскости А"А—А А ") и O равен углу смачивания. В этом случае радиус кривизны ВВ равен r/ os 0. Обозначим через р давление над плоской поверхностью АА" — А А ". Очевидно, что давление в капилляре на уровне А А также равно р . Тогда давление р в жидкости 1 у поверхности ВВ будет [c.116]

Этот метод обычно используют в часто встречающемся случае полного смачивания стенок капилляра жидкостью, т. е. при os 0 = 1. Кроме того, можно пренебречь плотностью газовой фазы Ра по сравнению с плотностью жидкости Pi, и тогда формулу (4.48) можно записать в виде [c.117]

В качестве наиболее удовлетворяющего всем требованиям метода может быть рекомендован метод наибольшего давления пузырька. Применительно к измерениям поверхностного натяжения растворов этот метод разработан Ребиндером и в литературе описан достаточно подробно [4, 5]. Он позволяет относи тельно просто реализовать условия, обеспечивающие строгость и точность измерений. Его преимущество в том, что удобно проводить измерения с небольшим количеством жидкости в легко термостатируемом объеме, защищенном от загрязнений и испарения. Результаты измерений не зависят от условий смачивания, равновесные значения поверхностного натяжения получаются истинными. Все это делает метод особенно пригодным для измерения поверхностного натяжения растворов и на границе двух несмешивающихся жидкостей. Если прибор имеет хороший микрокран и систему тонких капилляров, регулирующих скорость нарастания давления, то можно легко достичь скорости образования одного пузырька за 1—3 мин, что вполне удовлетворяет условиям достижения равновесия. [c.13]

Сущность работы. Если калориметр с хорошей тепловой изоляцией заполнить испытуемой жидкостью, выдержать до достижения полного температурного равновесия, а затем, перемешивая, всыпать в жидкость исследуемый порошок, то вследствие выделения теплоты смачивания жидкость нагревается и расширяется. Измеряя расширение и зная цену деления измерительного капилляра, можно рассчитать теплоту смачивания, приходящейся на г адсорбента. Предлагается использовать простейший тип калориметра. [c.151]

Объяснение. При контакте жидкости с твердыми телами на форму ее поверхности существенно влияют явления смачивания, обусловленные взаимодействием молекул жидкости и твердого тела. Смачивание означает, что жидкость сильнее взаимодействует с поверхностью твердого тела (капилляра, сосуда), чем находящийся над пей газ. Силы притяжения, действующие между молекулами твердого тела и жидкости, заставляют ее подниматься по стенке [c.28]

При частичном погружении капилляра в смачивающую его жидкость уровень жидкости в нем повышается до тех пор, пока гидростатическое давление столба не уравновесит действие силы, вызывающей втягивание жидкости в капилляр. Эта сила обусловлена искривлением поверхности жидкости вследствие смачивания и возникновением капиллярного давления, которое в данном случае действует в направлении, противоположном внешнему давлению. Искривление поверхности приводит к ее увеличению. При этом уменьшается радиус кривизны (от оо для плоской поверхности до Д) и совершается работа против силы поверхностного натяжения. Связь капиллярного давления с радиусом кривизны и поверхностным натяжением дает уравнение Лапласа [c.89]

Для обеспечения полной смачиваемости водой и водными растворами ПАВ требуется тщательная очистка поверхности стекла, особенно от жировых загрязнений. На чистом стекле растворы ПАВ и большинство органических жидкостей дают краевой угол смачивания, равный нулю. Исключение составляют катионактивные ПАВ, которые интенсивно адсорбируются из раствора на отрицательно заряженной поверхности стекла, ориентируясь углеводородными радикалами в воду и гидрофобизируя поверхность. В этом случае формула (87) применяться не может. Однако даже при 0 = 0 ввиду гистерезиса смачивания следует проводить измерения при краевом угле оттекания, т. е., повысив давление в широкой трубке прибора, необходимо поднять уровень в капилляре, после чего вернуть его в исходное положение. [c.92]

Наглядно это представлено на рис. 31, где а —мениск жидкости в капилляре при неполном смачивании, а 6 —поток жидкости в капилляре при полном смачивании. [c.68]

Экспериментальная проверка уравнения (1.22) проведена для смачивающих а-пленок воды на поверхности кварцевых капилляров на участке между менисками, находящимися при различной температуре [62]. По известным для воды значениям (да/дТ) = —1,6-10 Н СМ -град и известным из опытов г и grad Т можно было определить отношение h /ц. Принимая для тонких пленок ti=1,5tio, где т1о — вязкость объемной воды, для серии из 16 опытов в капиллярах радиусом от I до 10 мкм были получены значения h в интервале от 5 до 10 нм, что близко к эллипсометрическим оценкам толщины а-пленок [45]. Разброс значений толщины (от 5 до 10 нм) связан в данном случае с влиянием гистерезиса краевого угла — неполным смачиванием объемной водой а-пленок. Для объяснения наблюдавшегося разброса достаточно допустить, что наступающий угол 0л составляет 8—10°, а отступающий угол 0 близок к 0°, что согласуется с известными экспериментальными данными. [c.30]

Особенное внимание нужно обращать на правильный выбор точки для измерения температуры паров в приставке или в головке колонны, при котором было бы исключено смачивание шарика термометра переохлажденной жидкой флегмой. Кроме того, при перегонке под вакуумом должно быть гарантировано отсутствие перепада давления на участке между точками измерения температуры и давления, который мог бы исказить результаты измерения. В головке колонны по нормалям Дестинорм эти требования учтены. Температуру измеряют в паровой камере 1 (см. рис. 100), которая достаточно хорошо изолирована применяют термометр 2 со стандартным шлифом, подвесной термометр или же встроенную термопару. Смачивание термометра исключено благодаря тому, что флегма в колонну возвращается через капилляр 3 и мерный сосуд для флегмы 9, расположенные ниже термометра. Остаточное давление измеряют непосредственно за охлаждаемой ловушкой с большим свободным сечением, поэтому между термометром 2 и манометром отсутствует какое-либо значительное сужение проходного сечения. [c.158]

Если 0с — угол смачивания между твердым веществом и жидкостью, то составляющая поверхностного натяжения равна a os0o и уравнение (VI.25) изменится. Давление равновесной адсорбция Яа в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции Яд, так как десорбция в этом случае происходит из целиком заполненных капилляров, и угол смачивания равен нулю. В опыте необходимо провести адсорбци10 до относительного давления, равного единице, и десорбцию, а затем использовать для расчета десорбционную ветвь петли гистерезиса данной изотермы, т. к при этом не нужна поправка на угол смачивания. На рис. 131 изображены изотермы адсорбции и десорбции паров бензола на крупнопористом силикагеле. Каждая точка изотермы адсорбции дает значения адсорбированного количества бензола а и относительного давления пара Р/Рд. Умножая величину а на V, находят объем пор, а подставляя в уравнение Кельвина (VI. 25) соответствующее значение Я/Яо, получают гк. [c.301]

Механически связаны с материалом поверхностная влага и влага, заполняющая крупные капилляры материала в результате смачивания. Эта влага (иногда называемая внешней) наименее прочна связана с материалом и наиболее легко уяаяяется из него. [c.733]

Последнее соотношение известно как уравнение Жюрена. Таким образом для определения поверхностного натяжения жидкостей этим методом экспериментально находят высоту поднятия /г, радиус капил-ляра г и угол смачивания 0. Метод капиллярного поднятия является одним из наиболее точных (относительная погрешность менее 0,01 %) Метод максимального давления в пузырьке основан на измерении давления, при котором происходит огрыв пузырька газа (воздуха), выдуваемого в жидкость через капилляр. [c.12]

Считают, что колонка из порошка подобна ряду капилляров, поэтому принимают режим Вашбурна — проникновение жидкости в капилляры. Если при смачивании твердого вещества краевой угол равен нулю, то [c.181]

Когда пузырек находится в положении 3, капиллярное давление достигает максимальной величины 2alr, которая не зависит от угла смачивания. Очевидно, что полное внешнее давление, равное сумме капиллярного и гидростатического давлений, в этот момент будет также максимально и при равновесии будет равно давлению воздуха в пузырьке. Начиная с этого момента, пузырек растет самопроизвольно до тех пор, пока не оторвется от капилляра, [c.118]

Так как измерить Ru на практике невозможно, то можно измерить радиус капилляра Гк, который связан с. радиусом кривизны-мениска соотношением Гк=- мсоз0, где 0 — угол смачивания (рис. 2). Тогда величина капиллярного поднятия определится уравнением [c.8]

Решение. Наиболее просто связь между и краевым углом смачивания 0 анализируется на примере днижения жидкости в капилляре, В соответствии с условием и = 0 [c.239]

Таким образом, определение а сводится к измерению высоты капиллярного поднятия, что можно сделать с большой точностью с помощью катетометра. Величину же радиуса кривизны К измерить практически невозможно. Поэтому пользуются радиусом капилляра г, который связан с Н соотношением г= К-соз0 (рис. 24), где в—угол смачивания. Тогда [c.90]

При р = О силикагель еще содержит немного воды, что характеризуется отрезком О А. Это кристаллизационная вода, которая может быть удалена только прокаливанием. Изотерма адсорбции обратима лишь на участке АВ. От точки В изотерма становится необратимой — одной и той же массе влаги mi при поглощении отвечает давление пара р, а при обезвоживании — р2, причем Pi > Р2- Это Становится ясным, если провести пара ллельную абсциссе линию, пересекающую гистерезисную петлм, и из точек пересечения опустить перпендикуляры на ось давлений. Зигмонди объяснил подобное явление тем, что, на участке BED происходит капиллярная конденсация, а на участке fl D —испарение воды из капилляров. Воздух,. адсорбированный сухими стенками капилляров,-препятствует их смачиванию при оводнении силикагеля. Очевидно, вследствие это- го краевые углы, образуемые жидкостью со стенками, калилляров при оводнении силикагеля, будут всегда больше соответствующих углов при испарении, когда стенки полностью смочены водой. В результате мениски жидкости, заполняющей капилляры, в первом случае также всегда будут менее вогнуты, чем во втором, и давление пара, отвечающее одному и тому же количесту поглощенной силикагелем жидкости, при оводнении будет больше, чем при обезвоживании. [c.101]

В капилляре поверхность жидкости, вследствие явления смачивания, приобретает форму мениска. При смачивании капилляра мениск — вогнутый, при несмачивании — выпуклый (см. раздел Смачивание ). Если капилляр поместить вертикально таким образом, чтобы он пересекал границу раздела двух фаз, то вследствие возникновения капиллярного давления равновесие в системе нарушается и граница раздела фаз начнет перемещаться вверх или вниз в зависимости от условий избира-тёльного смачивания. Процесс перемещения границы внутри капилляра будет продолжаться до тех пор, пока изменение гидростатического давления не уравновесит капиллярное давление. Таким образом, в состоянии равновесия [c.99]

На практике измерить радиус кривизны мениска практически невозможно. Значительно проще пользоваться радиусом капилляра л равным r = R os5, где S —угол смачивания (рис. 42). [c.99]

Для обеспечения условий полного смачивания стенок жидкостью сосуд перед опытом тщательно промывают хромовой смесью, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают током воздуха, пропущенным над Р2О5. Для получения наиболее точных результатов сосуд перед высушиванием помещают на 3—4 ч над кипящей водяной баней и только после этого высушивают. Затем в сосуд вливают необходимое количество исследуемой жидкости, смачивают ею пробку, а шлиф тщательно притирают. Верх пробки может быть залит парафином. Перед отсчетом жидкость несколько раз прогоняют через капилляр, и опыт ведут с падающим мениском. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология