Диспергирование самопроизвольно

Это означает, что энергия Гиббса не должна увеличиваться с ростом межфазной поверхности (при постоянном межфазном натяжении) или с уменьшением размеров частиц. Межфазная поверхность может самопроизвольно возрастать, только если поверхностная энергия будет компенсироваться увеличением энтропии системы. Такое явление получило название самопроизвольного диспергирования. Самопроизвольное диспергирование— основной метод получения термодинамически устойчивых систем, аналогичный растворению веществ при получении истинных растворов. [c.327]

Соотношение (VI. 32) носит название уравнения Ребиндера а Щукина. Оно определяет условие (омакс), при котором возможно самопроизвольное диспергирование, т. е. термодинамическая устойчивость дисперсной системы. [c.285]

Условие самопроизвольного диспергирования (VI.32) можно выразить не только через межфазное натяжение, но и через параметры, связанные с ним. Например, сопоставляя соотношение [(VI. 32) с уравнением Дюпре (11.117), получим выражение [c.286]

Условие (VI. 33) определяет необходимую минимальную работу адгезии а,мин между частицами и средой для обеспечения самопроизвольного диспергирования, или для термодинамической устойчивости дисперсной системы к коагуляции. [c.286]

В лиофильных дисперсных системах межфазный слой характеризуется малым увеличением плотности свободной энергии и не имеет четкой границы. Разность /а—/э очень мала, энергетический барьер в этом случае почти отсутствует и Оар =акр. Поэтому под действием, напрпмер, теплового движения лиофильные дисперсные системы могут самопроизвольно диспергироваться, образуя термодинамически устойчивые дисперсные растворы. Свободная энергия системы при этом уменьшается, т. е. в процессе диспергирования происходит увеличение энтропии, что способствует уменьшению энергии dQ, поскольку система приходит к более вероятному равномерному распределению дисперсной фазы в дисперсионной среде, т. е. [c.67]

Диспергирование в таких системах не может идти самопроизвольно и совершается либо за счет внешней работы (механическое или другое измельчение), либо за счет других процессов, например химических. Образующиеся системы поэтому термодинамически неустойчивы и характеризуются высокими значениями Оар в межфазной поверхности, суш,ественно превосходящими а,(р(стар 3> [c.68]

Как видно, критическое значение межфазного поверхностного натяжения, определяющее граничное значение энергии теплового движения, необходимого для самопроизвольного диспергирования, резко возрастает с уменьшением размера частиц. Поэтому самопроизвольное диспергирование частиц дисперсной фазы до молекулярного уровня считается невозможным /28/. Самопроизвольное диспергирование при 20 °С до размеров [c.38]

Дж/м. В результате самопроизвольного диспергирования кристаллизующегося вещества нефти превращаются в полидисперсные системы с нормальными кривыми распределения размеров частиц дисперсной фазы. [c.38]

На величину и скорость набухания глин влияет ряд факторов. В отличие от других горных пород глинистые породы при набухании способны к самопроизвольному диспергированию, проходящему в зависимости от текстуры более или менее глубоко. [c.44]

Рост величины бентонита в дистиллированной воде (табл. 44) можно объяснить следующим образом. При контакте бентонита с водой происходит связывание воды поверхностью агрегатов и первичных глинистых частиц. Это приводит к самопроизвольному диспергированию глинистых частиц. Проникновение воды к внутренним поверхностям частиц постепенно затрудняется образующимся слоем твердой адсорбированной воды. В набухшей при атмосферном давлении пробе глины остаются неполностью гидратированные участки, находящиеся под слоем твердой воды внутри первичных частиц. [c.74]

Существует два принципиально различных вида эмульгирования - механическое и химическое. В случае механического эмульгирования работа диспергирования осуществляется путем внешних механических воздействий, при химическом - в результате протекания на межфазной границе гетерогенной химической реакции. О химическом эмульгировании, называемом еще самопроизвольным, упоминалось в главе 1.1. [c.54]

Дробление одной жидкости в другой, в которой она нерастворима, происходит в специальных аппаратах - коллоидных мельницах, диспергаторах, гомогенизаторах ". Независимо от конструкции аппарата процесс диспергирования проходит в соответствии с рассмотренным механизмом (по П.А. Ребиндеру). Большие сферические капли в силовом поле деформируются в цилиндрики, на что требуется некоторая затрата работы, т.к. при этом увеличивается запас свободной энергии системы. При определенном соотношении длины и диаметра цилиндрика жидкости, т.е. по достижении так называемых критических размеров, он самопроизвольно распадается на большую и малую капли, что термодинамически выгодно, т.к. в критическом состоянии свободная энергия его больше, чем сумма свободных энергий большой и малой капель (поверхность цилиндра больше суммы поверхностей капель). Процесс продолжается до тех пор, пока большая капля не станет сопоставимой с маленькой (порядка 10 м). [c.55]

Явление самопроизвольного эмульгирования битумов, описанное А,В. Бернштейном в 1 1 , обусловлено протеканием химической реакции на поверхности раздела с образованием ПАВ и последующей адсорбцией его молекул. Таким образом, диспергирование связано с энергией соответствующих реакций. [c.187]

Для каждой НДС существует определенное распределение частиц в дисперсионной среде. При введении модификаторов происходит самопроизвольное диспергирование более крупных частиц с получением дисперсной системы с заметной концентрацией частиц дисперсной фазы, существенно превосходящих по величине молекулярные размеры. Наилучшие результаты диспергирования получаются при совместном применении механических и химических методов (комбинированное диспергирование). Дис-пергационные методы просты в применении, но они не могут быть использованы для получения дисперсных частиц размерами менее 1 —100 нм. В последнем случае применяются конденсационные методы. [c.65]

Лнозолн делят на дисперсионные, ассоциативные и макромоло-кулярные. Дисперсионные получают методами конденсацин (чаще) либо диспергирования, ассоциативные образуются обратимо при ассоциации молекул в растворах (обычно молекул ПАВ), макромолекулярные являются растворами высокомолекулярных веществ. Лиозоли второй и третьей группы образуются самопроизвольно, как и истинные растворы. [c.186]

Н1 и ИЛ СПЛОШНЫХ фаз в самопроизвольное диспергироватг- е вносит основной вклад рост энтропийной составляющей, 0С0( 1 Л 10 ири отрицательных тепловых эффектах растворения. Еще большую роль энтропийная составляющая играет при самопроизвольном диспергировании ВМС (образовании молекулярных коллондиых систем), в процессе которого растет не только рассеивающая энт ропия, но и значительно сильнее энтропия, связанная с различием размеров и форм частиц дисперсной фазы и молекул дисперсионной среды. Лиофильность таких систем обеспечивается не только пли не столько сродством молекул растворителя к дисперсной фа-зе, а в основном энтропийным фактором. [c.287]

Значения ККМ соответствуют истинной растворимости ПАВ. При более высокой концентрации ПАВ в растворе образуется ми-целлярная (ассоциативная) коллоидная система. Ранее уже рассматривался процесс самопроизвольного диспергирования, который характерен для коллоидных ПАВ. Растворы коллоидных ПАВ являются классическим примером лиофильных гетерогенных систем— равновесных систем с минимумом энергии Гиббса, несмотря на огромную ыелчфазную поверхность. [c.294]

Экспериментальные определения и расчеты стандартных термодинамических функций мицеллообразования по полученным соотношениям позволяют оценить энергетику взаимодействия ПАВ с растворителем (растворения) и непосредственно мицеллообразования. Вклад стадий растворения является превалирующим, вследствие чего суммарная движущая сила процесса определяется в осиовиом ростом энтропии. Например, для бромида -додецилт1)иметиламмония в воде ДС° = — 17,8 кДж/моль, = —1,38 кДж/моль, —7Д5 = —16,5 кДж/моль для м-но-децилсульфата натрия соответственно —21,1 кДж/моль, +0,38 кДж/моль и —21,5 кДж/моль. В то же время стадия непосредственно мицеллообразования сопровождается ростом упорядочения, т. е. уменьшением энтропии системы. Однако нельзя не учитывать некоторого роста конформационной энтропии с увеличением размеров ассоциатов (образование мицелл), подобно тому, как это наблюдается для макромолекул в растворах полимеров. Можно заключить, что экспериментально определяемые значения стандартных термодинамических функций отвечают не столько мпцеллообразованию (из истинного раствора), сколько самопроизвольному диспергированию ПАВ. [c.296]

Если же процесс. мицеллообразования рассматривать как самопроизвольное диспергирование, т. е. образование мицеллярного раствора из макрофаз ко.мпонеитов, то, очевидно, такой процесс будет обеспечиваться энтропийной составляющей как процесс, приводящий систему в то же самое равновесное состояние, но с другой стороны. [c.297]

Растворы высокомолекулярных соединений являются термодинамически устойчивыми (лиофильными) коллоидными система-ми — молекулярными коллоидами. В соответстви с закономерностями образования лиофильных систем растворение полимеров происходит самонроизвольпо (самопроизвольное диспергирование). Термодинамическая устойчивость, обратимость лиофильных коллоидов указывают иа воз.можность применения к таким системам правила фаз Гиббса в той же форме, что и для истинных растворов. [c.320]

Наибольшим разнообразием факторов устойчивости и методов коагуляции отличаются дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Для них характерны все ранее рассмотренные как термодинамические, так и кинетические факторы устойчивости, поскольку только в жидких средах наблюдается диссоциация электролитов, вызывающая образование двойных электрических слоев, и сольватация, при которой возможно резкое снил ение межфазного натяжения. В жидких средах можно наблюдать адсорбционное понижение поверхностной энергии до минимальных значений, компенсирующихся энтропийным расталкиванием. В результате этого становится возможным самопроизвольное диспергирование нли образование гетерогенных дисперсных систем, устойчивых практически неограниченное время. В жидких средах возможно изменение плотности фаз в широких пределах, что, например, позволяет значительно легче достигать термодинамической устойчивости по отношению к седиментации (седиментацион-по-диффузионное равновесие). Для дисперсных систем с л<идкой дисперсионной средой, безусловно, возможно регулирование и кинетических факторов устойчивости к коагуляции и седиментации (изменение вязкости среды). [c.342]

Агрегативная устойчивость эмульсий может обусловливаться многими факторами устойчивости. Для них характерно и самопроизвольное диспергирование при определенных условиях. Они могут самопроизвольно образовываться в двухкомпонентной гетерогенной системе (без эмульгатора) при температуре смешения, близкой к критической. Как уже отмечалось, гетерогенная система вода — фенол самопроизвольно переходит в термодинамически устойчивую эмульсию при температуре, несколько ниже критической. В этих условиях межфазное натяжение настолько мало (меньше 0,1-10 Дж/м ), что оно полностью компенсируется энтропийным фактором- Как известно, таким свойством еще обладают только коллоидные ПАВ и растворы ВМС. Сильное понижение поверхностного натяжения при добавлении ПАВ (третьего компонента) в систему позволяет получить термодинамически устойчивые (самопроизвольно образующиеся) эмульсии и в обычных условиях, а не только при критических температурах смешения. Это свойство эмульсий играет большую роль, например, в моющем действии, резко уменьшающем применение механичесгшх средств п ручного труда. [c.346]

Пены могут иметь жидкую и твердую дисперсионные среды. Устойчивость, стабилизация и разрушение имеют важное практическое значение для пен с жидкой дисперсионной средой. Как для всех дисперсных систем с такой средой, для пен характерны термодинамические и кинетические факторы устойчивости. Однако в отличие от эмульсий пены, как и лиозоли, нельзя получить путем самопроизвольного диспергирования, так как на границе с газом поверхностное натяжение не может уменьшиться до необходимого значения. По этой же причине пена не может долго существовать без специального стабилизатора (пенообразователя). Только в разбавленных газовых эмульсиях, особенно высокодисперсных, могут какое-то время находиться пузырьки газа, но при соприкосновении они практически мгновенно коалесцнруют. [c.349]

Исследователи наблюдали под микроскопом самопроизвольное сжатие капель с выдавливанием дисперсионной среды и образованием гексагональных поверхностей капель . Так как внешняя сила не применялась н коалесценция не происходила, флокулированные осадки очень легко перестраивались при малейшем сотрясении образца. Это были относительно большие каили (40 мкм в диаметре) с низким межфазным натяжением (Хи.1о1, диспергированный с неионным ПАВ, Lissapol X), что способствовало наблюдению за расплющиванием поверхностей взаимнонритягивающихся капель. [c.81]

Чем выше способность глин к самопроизвольному диспергированию, тем больше выход глинистого раствора из одного и того же количества. Наиболее высокой способностью к самопроизвольному диспергированию обладают натриевые бентониты. Растворы из этих глин имеют низкие фильтрацию и плотность (неутяжеленные), но они обладают высокой чувствительностью к коагулирующему действию солей разбуриваемых пород и пластовых вод. [c.44]

Таким образом, природные нефти, не подвергнувшиеся термической обработке, представляют собой термодинамически неравновесные и агрега-тивно неустойчивые лиофильные дисперсные системы - золи, в которых дисперсные частицы, способные растворяться в дисперсионной среде, атре-гативно стабилизированы благодаря адсорбции на их поверхности естественных ПАВ, присутствующих в самих нефтях. В нефтях как в лиофильных дисперсных системах плотности энергии в дисперсной фазе и дисперсионной среде различаются незначительно. Поэтому, в отличие от лиофобных дисперсных систем, в которых диспергирование осуществляется с обязательной затратой внешней работы на преодоление межмолекулярных сил при дроблении вещества дисперсной фазы, в нефтях благодаря небольшой межфазной энергии работа диспергирования настолько невелика, что для ее осуществления достаточно энергии теплового движения. При этом возрастание энтропии системы в результате более равномерного распределения диспергированного вещества с избытком компенсирует увеличение свободной поверхностной энергии вследствие возрастания поверхности раздела фаз. Условие самопроизвольного диспергирования выражается неравенством /34 / [c.37]

Важнейшей особенностью глин, обусловливаемой их химическим, минералогическим, гранулометрическим составом и емкостью поглощения и отличающей их от других горных пород, является способность к связыванию большого количества воды или водных растворов химических реагентов вследствие физино-хими-ческого взаимодействия и вызываемое этим взаимодействием самопроизвольное диспергирование. Известно, что в сухом состоянии глины обладают весьма высокой механической прочностью, часто превышающей прочность других горных пород. При длительном контакте с водой или другой полярной жидкостью механическая прочность неглинистых горных пород практически не меняется, в то время как масса глины из твердого тела, самопроизвольно диспергируясь, переходит в другое физическое состояние — [c.12]

Для однородных, не подверженных метаморфизму глин диспергирование проходит достаточно глубоко, и поэтому степень дисперсности исследуемых глинопорошков практически не влияет на величину их набухания в воде или водных растворах химических реагентов. Сланцевые глинистые породы (глинистые сланцы, аргиллиты), как правило, самопроизвольно диспе]эгируются по плоскостям напластования. Первоначальная стелень дисперсности их в значительной мере отражается на величине и скорости набухания [26]. Чем выше степень дисперсности, тел больше скорость и величина набухания. [c.45]

Внутри образца обеспечивалась постоянная циркуляция воды. Деформация известняка увеличилась незначительно, тогда как разрушение глин произошло быстро (1—3 ч). Разрушение глин произошло, как и во втором опыте, нри относительной деформации 7—9%. Причиной разрушения образцов глин, по мнению автора, является адсорбционное понижение твердости. Известняк также испытывает действие адсорбционного понижения твердости, но в небольшой области (вокруг внутреннего отверстия), соприкасающейся с па])ами воды или с водой. Эта область по отношению к объему образца невелика, что обеспечивает неизменность характера двформав,ии известняка в указанных условиях. В образцах глин эта область велика и постепенно с течением времени распространяется на весь объем образцов. При этом силы сцепления между частицами глин экранируются, что, как известно, может привести и при отсутствии нагрузки к самопроизвольному диспергированию глин, а при наличии нагрузки — к значительным деформациям. [c.91]

A.A. Жуховицкий предложил следующий механизм сажо-эмулъгирования жидкостей. На границе раздела двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо только в одной из соприкасающихся фаз, образуется поверхностно активное соединение. Протекающая в существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию одной из фаз в другой. По завершении химической реакции образования на межфазной поверхности ПАВ, скорость его адсорбции по мере приближения к равновесным условиям падает, вследствие чего поверхностное натяжение может снова возрасти. Исходя из такого механизма был предложен следующий метод получения устойчивых эмульсий. Раствор ПАВ в дисперсной фазе, растворимый в обеих контактирующих жидкостях, интенсивно перемешивается с чистой дисперсионной средой. При этом происходит перенос ПАВ через межфаз-ную поверхность, что вызывает турбулизацию поверхности и приводит к образованию наряду с более крупными каплями (эмульсии) большого числа очень маленьких капелек (микроэмульсии), оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.17]

К конденсационным методам относятся кристаллизация, десублимация, конденсация. Диспергационные методы подразделяются на самопроизвольное (например, самоэмульгирование битумов" ) и несамопроизвольное диспергирование (например, измельчение, распыление, барботаж и т.п.). Подробно указанные методы рассматриваются в курсах коллоидной химии, в частности, в [41]. Отметим лишь, что в отношении лиофобных систем, частным случаем которых являются эмульсии битума в воде, самопроизвольное диспергирование исключено" , потому что создание в них дисперсной фазы возможно лишь путем затраты некоторой работы.Изготовле-ние битумных эмульсий основано на общих методах получения коллоидных систем путем диспергирования битумов в специальных устройствах" . [c.91]

Высокополимеры, как и низкомолекулярные веш,ества, могут образовывать истинные и коллоидные растворы. Если молекулы полимера и растворителя взаимодействуют между собой, то в этом растворителе полимер растворяется самопроизвольно. Если же юлимер не г заимодействует с растворителем, самопроизволь-иого растворения полимера не происходит и для получения раствора необходимо диспергирование полимера в жидкости. В последнем случае образуется коллоидный раствор. Наибольший теоретический и практический интерес представляют истинные растворы полимеров, свойства которых и будут здесь рассмотрены. [c.61]

При ликвидации последствий разлива с использованием для сбора нефти сорбентов в диспергированной форме (каучуковая крошка, порошок фенолформальдегидной смолы, гранулы полистирольного пенопласта и др.) общим их недостатком можно считать низкую технологичность в связи со сложностью равномерного размещения диспергированного сорбента по загрязненной нефтью поверхности водоема (особенно при низкой плотности сорбента, который может произвольно рассеиваться ветром) и последующего его извлечения из воды. Как правило, эти работы требуют существенных, затрат ручного труда с использованием ковшей, лопат, металлических перфориро/занных листов, сеток и иных подручных средств. Механизация процесса извлечения из воды слоя диспергированного сорбента с поглощенной нефтью возможна при использовании ковшовых перфорированных элеваторов или сетчатых транспортеров, однако при этом неизбежно возвращение в водоем части поглощенной сорбентом нефти за счет ее самопроизвольного стока под действием силы тяжести (это явление неизбежно и при ручном сборе отработанного сорбента). Кроме того, возможный прорыв части сорбента за пределы боновых ограждений, локализующих нефтяной разлив, например, за счет уноса сорбента ветром, может привести к вторичному загрязнению окружающей среды уже самим сорбентом, слабо разлагающимся в природных условиях. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология