Краевой угол и поверхностное давление

При 0 = 0 имеет место абсолютная смачиваемость поверхности жидкостью, при 0 = =я — абсолютная несмачиваемость. Принято считать поверхность гидрофильной (смачиваемой), если данная жидкость образует на ней угол 0<п/2 при 0>я/2 поверхность считается гидрофобной. Жидкие щелочные металлы (при температурах, близких к температуре кипения при атмосферном давлении) и криогенные жидкости смачивают металлические поверхности почти абсолютно (краевой угол близок к нулю). Гидрофобными по отношению к воде и ряду других жидкостей являются парафин, фторопласт (тефлон). В табл. 1.18 приведены значения 0 для некоторых сочетаний жидкость — твердое вещество. Следует иметь в виду, что краевой угол смачивания весьма чувствителен к таким трудно контролируемым факторам, как шероховатость твердой поверхности, присутствие на ней или в жидкости посторонних примесей, особенно поверхностно-активных веществ. Увеличение шероховатости твердой новерхности увеличивает ее смачиваемость, т. е. снижает значение О [28]. Для отдельных сочетаний твердое тело — жидкость в определенном интервале температур наблюдается зависимость 6 от температуры. Так, согласно [18] для жидкого натрия на поверхности никеля (в атмосфере аргона) при /=200н-500°С краевой угол [c.86]

Краевой угол воды на парафине равен 111° при 298 К. Для О,] М раствора бутиламина в воде поверхностное натяжение состаЕ ляет 56,3 мДж/м , краевой угол на парафине равен 92°. Рассчитайте поверхностное давление пленки бутиламина, адсорбированного на поверхности раздела парафин — вода. Поверхностное натяжение аоды [c.36]

Типичные изотермы смачивающих пленок боды изображены на рис. 1.6, где по оси абсцисс отложено расклинивающее давление пленки П, а по оси ординат — ее толщина /г. Кривая 1 относится к пленке воды на гидрофильной, полностью смачиваемой поверхности, а кривая 3 отвечает неполному смачиванию, когда объемная жидкость образует с пленкой конечный краевой угол. Кривая 2, в зависимости от площади под изотермой в области П<0, характеризует либо полное, либо неполное смачивание. Вид изотермы П(/1) определяется вкладом различных составляющих поверхностных сил молекулярных, [c.16]

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]

С уменьшением дисперсности нефти в поровом пространстве замедляется процесс вытеснения. Объясняется это тем, что давление, приходящееся на единицу массы нефти в линзе, с увеличением ее размера уменьшается, так как масса линзы увеличивается при шарообразной форме в кубе, а поверхность в квадрате. Если линза или капля движутся по смоченной водой поверхности и не прилипают к ней, то движению их препятствуют капиллярное давление и механическая прочность адсорбционного слоя. Чем больше скорость движения, меньше поверхностное натяжение и краевой угол смачивания, тем меньше возможность прилипания капель и линз подвижной части нефти к твердой поверхности. [c.90]

При выводе изотермы адсорбции Ленгмюра неявно делаются следующие допущения 1) адсорбируемый газ в газовой фазе ведет себя как идеальный 2) адсорбция ограничивается мономолекулярным слоем 3) поверхность однородна, т. е. все адсорбционные центры имеют одинаковое сродство к молекулам газа 4) молекулы адсорбата не взаимодействуют друг с другом 5) адсорбированные молекулы газа локализованы, т. е. не передвигаются по поверхности. Первое предположение справедливо при низких давлениях. Второе почти всегда перестает соответствовать реальности при увеличении давления газа. Как показано на рис. 8.6, когда давление газа приближается к давлению насыщенного пара, пар начинает неограниченно конденсироваться на всех поверхностях, если краевой угол 0 равен нулю. Третье допущение неудовлетворительно, потому что реальные поверхности неоднородны разные грани кристалла обладают разным сродством к молекулам газа, а ребра, трещины и дефекты кристалла образуют дополнительные адсорбционные центры. Неоднородность приводит к уменьшению энергии адсорбции по мере заполнения поверхности. Неправильность четвертого допущения была показана экспериментально, когда обнаружилось, что в некоторых случаях теплота адсорбции может увеличиваться с увеличением поверхностной концентрации адсорбированных молекул. Этот эффект, противоположный тому, к которому должна приводить неоднородность поверхности, обусловлен взаимным притяжением адсорбированных молекул. Пятое допущение неправильно, так как имеется ряд доказательств того, что поверхностные пленки могут быть подвижными. [c.251]

Усадка в процессе высушивания происходит до тех пор, пока механические напряжения, возникающие в силикагеле, неспособны противостоять давлению, воздействующему на структуру благодаря поверхностному натяжению жидкости, находящейся на границе раздела фаз в силикагеле. Как показал Баркас [290], силы сжатия, действующие на силикагель, возрастают с уменьшением диаметров капилляров. Такое сжатие сходно с силами, способствующими сближению стеклянных пластинок, помещенных вертикально в жидкость [291]. Силы, действующие на пластинки, обратно пропорциональны расстоянию между пластинками. Когда любая влажная масса измельченного в порошок материала высушивается, то возникающие капиллярные силы сдавливают гранулы порошка, при этом поверхность твердого материала, смоченного жидкостью, имеет по существу нулевой краевой угол (рис. 5.21). [c.734]

Что касается фактора (а), то надо иметь в виду, что поверхностное натяжение у жидкости становится функцией радиуса поры, когда последний меньше примерно 500 А, а ошибка, вызванная использованием обычного значения у при г, меньшем примерно 50 А, составляет несколько процентов. Этой ошибкой можно пренебречь при высоких относительных давлениях, но при низких давлениях она становится значительной. Кроме того, обычно делается не всегда справедливое предположение, что краевой угол равен нулю (см. стр. 174). Такое допущение может привести к ошибке в определении г в несколько процентов. Поправка на толщину t адсорбционной пленки [фактор (б)], также определяется не точно. Если используется стандартная изотерма (рис. 91), то из-за разброса точек ошибка в определении значения п также может составить несколько процентов. Если п получают при непосредственном построении изотермы адсорбции на стандартном непористом твердом теле, то неизвестно, насколько хорошо поверхностные свойства стандартного образца соответствуют поверхностным свойствам исследуемого пористого образца. Сразу же следует отметить, что для таких паров, как пары бензола или метилового спирта, которые имеют специфический характер взаимодействия с твердым телом, нельзя использовать стандартную изотерму, а возможность использования стандартного твердого тела еще не доказана. [c.207]

Краевой угол по отношению и стеклу также может быть определен путем измерения поверхностного натяжении жидкости посредством двух методов одного не зависящего, а другого зависящего от краевого угла. Таковы, например, методы максимального давления пузырька и капиллярного поднятия (стр. 51 и 56). [c.56]

Капиллярная конденсация паров и вдавливание ртути представляет собой близкие по физической природе капиллярные явления. Причиной заполнения пор (более крупных, чем микропоры) при капиллярной конденсации является образование (в результате практически полного смачивания стенок пор, покрытых адсорбционными пленками) вогнутых менисков жидкости с пониженными давлениями насыщенных паров над ними. Жидкая ртуть не смачивает стенок пор. Поэтому заполнение пор, в которых ртуть образует выпуклые мениски жидкости, происходит только под воздействием внешнего давления. При капиллярной конденсации давление пара над адсорбентом, а при вдавливании ртути — внешнее гидростатическое давление определяют заполнение пор конденсированной фазой. В обоих случаях определяющее значение имеют поверхностное натяжение и краевой угол смачивания. Очевидно, для микропор представление о менисках жидкости теряет свой физический смысл, и заполнение столь мелких пор не может быть обязано рассматриваемым капиллярным процессам. [c.252]

Имеющийся внутри капиллярно-пористого материала градиент температуры изменяет величину капиллярного давления у менисков, ограничивающих конденсированную фазу внутри капилляра. С той стороны, где температура границы раздела жидкой и паровой фаз меньше, поверхностное натяжение возрастает и сила капиллярного давления увеличивается, что перемещает жидкость в направлении потока теплоты со средней скоростью ш, значение которой может быть оценено по соотношению АГ, где 0 — краевой угол смачивания [c.48]

Для ртути характерны краевой угол, равный 140°, и поверхностное натяжение — 480 поэтому, как следует из уравнения (50), для заполнения нор диаметром 100 А необходимо давление 703 кг-см . В обычных условиях применение более высокого давления нецелесообразно, так как метод норо-метрии страдает тем недостатком, что капилляры диаметром меньше 100 А остаются незаполненными и потому их объем не поддается определению. Тем не менее, поскольку поры очень большого размера заполняются, поро-метрия под давлением особенно полезна при изучении распределения пор по размерам в пористых материалах с капиллярами, радиус которых достигает 100 ООО А. Наклон линии на графике, показывающем зависимость объема л идкости, адсорбированной твердым веществом, от Р, дает величину д,и[(1Р при данном давлении р, а следовательно, для конкретного значения г. Далее, так как объем всех пор с радиусом, превышающим г, выражается формулой [c.173]

Существует два основных метода определения изменения свободно] поверхностной энергии твердого тела. Изменение свободной поверхностной энергии определяют, во-первых, измеряя поверхностное давление пленки вещества, адсорбированного на поверхности твердого тела, и, во-вторых, измеряя краевой угол на линии границы раздела трех фаз, одна из которых твердая. Эти методы рассмотрены в разд. УП-4 н УП-5. [c.271]

При 25 °С краевой угол н-декана на тефлоне равен 35°. Поверхностное давление адсорбированного я-декана на тефлоне может достигать 9 эрг/см . Оцените вклад поверхностного давления в 0, т. е. рассчитайте 0 или К при условии, что поверхностное давление адсорбированной пленки равно нулю, а все остальные свойства поверхностей раздела являются такими же. [c.292]

При 25° краевой угол этиленгликоля на парафине равен 83°. Поверхностное натяжение и этиленгликоля составляют 48,3 и 28,6 дн/см соответственно. Для воды эти величины равны 72,8 и 22,1 дн/см. Пренебрегая поверхностными давлениями адсорбированных пленок я у, рассчитайте из приведенных данных краевой угол воды на парафине. [c.294]

Вместе с тем пористость, особенно в части наиболее тонких пор, резко сокращается под действием капиллярного давления на менисках ра = 2а/а, где 0 — поверхностное натяжение на границе жидкая среда — пар а = = r/ os 9 — радиус кривизны мениска г—радиус поры на данном участке 6 — краевой угол смачивания поры дисперсионной средой геля (водой). Для гидрофильных гелей мениски вогнуты (случай положительного смачивания), а < 0 и ро <С 0. что соответствует стягивающим силам, возрастающим с уменьшением радиуса пор. [c.24]

В соответствии с теорией смачивания краевой угол и давление растекания являются непосредственной мерой смачивания твердых тел жидкостями в статических условиях, и очевидно, что при 6=0 (но не в случае, когда краевой угол отсутствует ) смачиваемость определяется только величиной поверхностного натяжения. Цисмен и сотрудники в ряде статей опубликовали результаты исследования смачиваемости поверхностей ряда твердых тел различными жидкостями путем измерения краевых углов. Они показали, что для данной твердой подкладки и группы жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, значения os б находятся в прямолинейной зависимости от поверхностного натяжения смачивающей жидкости. При этом все гомологи, имеющие поверхностное натяжение ниже некоторого критического значения, соответствующего os 9=1, полностью смачивают твердую подкладку. Пользуясь указанной зависимостью, можно определить величину критического поверхностного натяжения для любого твердого тела и связать ее с химическим составом и строением смачивающих жидкостей . [c.337]

При опускании тонкого стеклянного капилляра в воду (рис. 32, I) краевой угол смачивания близок к нулю, вследствие чего меииск становится вогнутым, давление Р по формуле (IV. 4) — более низким, чем под плоской поверхностью и, в резуль-тате, мениск поднимается на высоту к, при которой вес поднятого столба жидкости уравновешивает разность давлений между обеими поверхностями. При погружении капилляра в несмачивающую жидкость (рис. 32) происходит, напротив, опускание уровня жидкости в капилляре. Измерение высоты капиллярного поднятия также используется для измерения величины поверхностного натяжения жидкости. [c.80]

Еще раз напомним, что ро — давление насыщеного пара, у — поверхностное натяжение, V — молярный объем жидкости, ф — краевой угол мениска жидкости со стенками капилляра. [c.158]

Здесь Рц — капиллярное давление S — площ,адь сечения поры L — ее периметр 0 — краевой угол о — поверхностное натяжение а (Z) — угол между касательной к поверхности поры в точке контура мениска и лормалью к сечению в этой же точке. [c.217]

Здесь параметры изотермы ij и а определяют, соответственно, радиус действия поверхностных сил и наклон линейного участка изотермы а = njtu где П — расклинивающее давление при h = О ta — толщина пленки при Я = 0. 0 . — краевой угол плоского мениска при Ро = 0. [c.30]

Площадь контакта пузырька с твердой поверхностью и краевой угол. При контакте пузырька с поверхностью в результате наличия газового включения образуется площадь контакта между пузырьком и твердой фазой (см. рис. IV, 1). Адгезия пузырька в соответствии с формулой (IV, 1) в значительной мере определяется величиной этой площади. В случае, когда пузырек окружен жидкостью, радиус площади контакта его,с поверхностью может быть определен из следующих соображений . Капиллярное давление внутри пузырька 2сгжг// о уравновешивается поверхностным жидким слоем, образующим пузырек, т. е. [c.118]

Этот метод имеет два недостатка. Во-первых, таким способом непосредственно измеряют V или изменения у, а не я. В результате любой температурный дрейф или случайные примеси приводят к изменениям что может быть ошибочно приписано изменению поверхностного давления. Во-вторых, в то время как для чистых жидкостей обеспечить нулевой краевой угол обычно не так уж трудно, при изучении поверхностей, покрытых пленками, это не всегда удается, поскольку поверхностно-активное вещество, образующее пленку, может адсорбироваться на пластинке. Уменьшению краевого угла может способствовать шероховатость пластинки. Литературу по методическим воп юсам использования метода пластинки Вильгельми можно найти в обзоре Гэйнса 37]. Однако установка для измерений с помощью пластинки Вильгельми относительно проста и дешева и может давать столь же точные результаты, как и описываемые ниже пленочные весы. [c.96]

Пластинка из твердого материала шириной в несколько сантиметров погружается в жидкость. С помощью точного манипулятора угол наклона пластинки меняется до тех пор, пока поверхность жидкости не станет совершенно плоской вплоть до поверхности пластинки. Фоуск и Гаркинс [30] значительно усовершенствовали этот метод, применяя, в частности, те же меры предосторожностн и методики, которые используются в пленочных весах (см. разд. П1-ЗА). При измерении краевых углов, как и при измерении поверхностного давления, ни в коем случае нельзя допускать загрязнения поверхности. [c.275]

По данным Бартелла и др. [103], давление, необходимое для вытеснения воздуха водой из смоченного водой минерала барита, составляет 1,02-10 дн/см бром-нафталин (Л) вытесняет воздух при давлении 5,7-10 дн/см а воду — при давлении 5,2-10 дн/смЯ Поверхностное натяжение А равно 44 эрг/см а межфазное натяжение в системе вода — А составляет 46 эрг/см . Рассчитайте кажущийся радиус пор в барите, краевой угол между баритом и Л и между баритом, водой и А. Рассчитайте также адгезионное натяжение между водой и баритом, между А и баритом, работы адгезии этих двух жидкостей к бариту и относительные давления растекания. [c.292]

По данным Фоукса и Гаркинса, краевой угол воды на парафине при 25°С равен ИГ. Поверхностное натяжение 0.1 М раствора бутиламина составляет 56,3 дн/см краевой угол этого раствора на парафине равен 92°. Рассчитайте при разумных допущениях поверхностное давление бутиламина, адсорбированного на повер.х- ости раздела парафин — вода. [c.292]

Более прямой способ нахождения распределения нор по размерам в случае микропор состоит в определении объема я идкости (которая не смачивает данный адсорбент), нагнетаемой под давлением в капилляры. Влияние поверхностного натяжения на границе раздела должно ирепятствовать проникновению жидкости в капилляры. Сила, стремящаяся помешать проникновению жидкости в узкие цилиндрические поры с радиусом г, равна 2пга С08 а, где а — иоверхностное натяжение, а а — краевой угол между жидкостью и твердым веществом. Если ртуть находится под давлением Р, то сила, которая стремится вдавить ее в цилиндрические норы, равна яг Р. Приравнивая эти обе силы, получаем давление, необходимое для вдавливания ртути в поры с радиусом г, [c.173]

В табл. 43 обобщены свойства крупносетчатых смол [2], приготовленных Ромом и Хаасом. Распределение пор по размерам (колонки 2, 3 и 4) определяли по объему ртути, поглощаемому смолой при заданном давлении, с использованием уравнения р =1 —4а os 6/d, где Р — давление, необходимое для того, чтобы ртуть проникла в поры диаметром d (в ангстремах), а — поверхностное натяжение, 0 — краевой угол. Кажущуюся плотность определяли по вытеснению ртути, а плотность решетки по вытеснению гелия. [c.267]

Смотреть страницы где упоминается термин Краевой угол и поверхностное давление: [c.162] [c.307] [c.162] [c.652] [c.690] [c.253] [c.170] [c.33] [c.260] [c.24] [c.180] [c.389] [c.389] [c.331] [c.182] [c.217] [c.307] [c.22] [c.416] [c.108] [c.501]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология