Межфазные натяжение

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией. Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей также положительно. Условием полной смешиваемости жидкостей является выполнение требования, чтобы межфазное натяжение было отрицательным или равным нулю. В таком случае молекулярные силы не будут препятствовать смешению жидкостей, так как каждая из них притягивает молекулы другой с такой же или с большей силой, чем сила, с которой каждая жидкость притягивает свои собственные поверхностные молекулы. В этом случае молекулы свободно перемещаются из одной жидкости в другую. На поверхности раздела жидкость — жидкость молекулы ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была максимальной [210]. [c.192]

Ингибиторы коррозии, растворимые в нефтепродуктах (сульфонаты двухвалентных металлов, соли сульфокислот и карбамида, нитрованные нефтепродукты), образуют на металлах, как правило, прочные хемосорбционные защитные пленки. Они обладают высокой эффективностью при испытании в камере влажности и камере с диоксидом серы. Ингибиторы этого типа мало эффективны на начальных стадиях торможения коррозии в системе нефтепродукт + вода + металл незначительно изменяют межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, практически не тормозят электрохимические процессы коррозии и, таким образом, значительно уступают ингибиторам первого типа по способности вытеснять электролит с поверхности металла. [c.297]

Рис. 1-30. Зависимость межфазного натяжения между водой и толуолом от концентрации уксусной кислоты в воде.

Рис. 1-25. Изменения межфазного натяжения для двух систем на прямоугольных и треугольных диаграммах

Влияние состава ингибиторов коррозии на смачивающую способность нефтепродуктов можно проследить на примере сульфонатов различных металлов. На рис. 6.11 показано изменение силы катодного тока на стальном и бронзовом электро-да в системе топлива - - электролит в присутствии сульфонатов одно- и двухвалентных металлов. Видно, что при введении в топливо сульфонатов одновалентных металлов катодный ток на части электрода, находящейся под пленкой электролита, меньще, чем при введении сульфонатов двухвалентных металлов. Это свидетельствует о лучшей смачивающей способности сульфонатов натрия и лития по сравнению с сульфонатами кальция и магния. Полученные результаты согласуются с данными исследований влияния этих же сульфонатов на изменение межфазного натяжения в системе нефтепродукт + вода. Сульфонаты одновалентных металлов довольно эффективно взаимодействуют с водой. Прирост диэлектрической проницаемости для 50%-ных бензольных растворов сульфонатов двухвалентных металлов после их контакта с дистиллированной водой значительно меньше. [c.295]

III-3. Поверхностные, или межфазные натяжения [c.182]

Если в систему из двух несмешивающихся жидкостей ввести третий компонент, имеющий среднюю полярность (например, жирную кислоту), межфазное натяжение на поверхности раздела может стать меньше величины поверхностного натяжения каждого из компонентов. Было показано, что это явление происходит вследствие положительной сорбции третьего компонента в обеих жидкостях. [c.332]

Область применимости уравнения (13.2) ограничена такими значениями толщины смачивающих пленок, когда их еще можно считать частью утончившейся жидкой фазы. При плохом смачивании (0о 9О°) на твердой поверхности образуется двухмерная адсорбционная фаза толщина, пленок не превышает монослоя. Здесь применимо другое выражение, вытекающее из уравнения Гиббса, связывающего величину адсорбции молекул (Г) с изменением межфазного натяжения (osi/) в зависимости от давления пара адсорбата р [45] [c.218]

В уравнениях (9.9) и (9.10) приняты следующие обозначения О — диаметр сосуда, м — диаметр мешалки, м б — размер частицы, м Ар — разность плотностей фаз, кг/м — плотность жидкости (сплошной фазы), кг/м а — межфазное натяжение жидкостей, Н/м. [c.240]

I Силы, возникающие в слое жидкости у поверхности толщиной менее радиуса сферы их действия, втягивают молекулы внутрь. Силы эти вызывают напряжение на поверхности. Зависит оно как от рода жидкости, так и от природы соседней с нею среды. В связи с этим рассматривают отдельно напряжение жидкости на границе с воздухом как поверхностное натяжение и на границе с другой жидкостью как межфазное натяжение [10, 116]. По закону Антонова [2], межфазное натяжение есть разность поверхностных натяжений. Непосредственные измерения показывают значительные отклонения от этого закона для ряда жидких систем [75]. Межфазное натяжение оказывает непосредственно подтвержденное в некоторых случаях влияние на интенсивность экстрагирования (спонтанная межфазная турбулентность). Кроме того, оно имеет большое влияние, на степень дробления, а значит, на величину поверхности соприкосновения фаз в экстракционных аппаратах, и на устойчивость эмульсии. [c.52]

Мэрфи [71] предложил уравнение, обобщающее межфазное натяжение трехкомпонентных систем, у которых одна из жидкостей вода, а растворенное вещество—уксусная кислота или ацетон. Общий вид уравнения [c.53]

Изменение свободной энергии для десорбции и адсорбции можно вычислить по измерениям межфазного натяжения при низких концентрациях [ИЗ], а для всего процесса (0°—0°) — по предельным значениям коэффициента распределения. [c.55]

Таким образом, коэффициент распределения является величиной, способной характеризовать энергетическое состояние системы. Существуют и другие характеристики системы, которые подобно коэффициенту распределения являются функциями взаимного влияния силовых полей молекул в растворе. К таким величинам прежде всего относится межфазное натяжение. Наличие связи между величиной коэффициента распределения в трехкомпонентной двухфазной системе и величиной меж-ноказано Винем [16]. [c.86]

Чтобы данные опыта согласовались с этим уравнением, для коэ( )фициента диффузии О надо принять значения гораздо выше найденных для молекулярной диффузии. Этот коэ( )фициент возрастает с увеличением радиуса капли г и с уменьшением межфазного натяжения. Эти выводы подтверждают допущение, что в капле господствует значительная турбулентность. [c.87]

Для иллюстрации сделаем простую оценку. Межфазное натяжение а на границе большинства углеводородных жидкостей и газов с водой находится в пределах от 0,03 до 0,005 Н/м скорость фильтрации составляет 10 -10 м/с. Положив во втором равенстве (9.19) а = 0,03 Н/м, OS0 1,т = 0,1, к = 10 м ti = 3 сП = 310 Па с, W = 10 м/с, L = 10 м, для капиллярного параметра найдем оценку к Ю , которая дает характерный порядок малости этой величины. [c.262]

Поверхностно-активные вещества (ПАВ)— химические сое-дписния, сиособные адсорбироваться на поверхности раздела фаз жидкость — твердое тело , жидкость — газ , жидкость — жидкость и т. д. и существенно изменять физико-химические свойства системы, в первую очередь поверхностное (межфазное) натяжение. Такое явление определяется ассиметричным, ди-фпльным характером молекул поверхностно-актпвного вещества, состоящих из полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной) групп. [c.189]

Соединения типа МСДА-1 резко уменьшают межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, обладают удовлетворительной водовытесняющей способностью, легко взаимодействуют с водой. Следует отметить, что соли органических кислот и аминов, катионная и анионная части каторых соединены слабой водородной связью, увеличивают смачивающую способность нефтепродукта сразу же после введения присадки в среду. [c.294]

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]

Поверхностные натяжения обычно измеряют по подъему жидкости в капилляре, по весу образующейся капли или методами кольца по Ви Киоу. Метод кольца пригоден также для межфазных натяжений [139—140]. [c.184]

Коэффициенты массообмена в экстракционных колоннах зависят от фнзнко-химических свойств жидкостей, турбулентности в обеих фазах и геометрических элементов колонны. Несмотря на трудности определения поверхности контакта фаз, количественно массообмен определяется для всех типов колонн при помощи объемных коэффициентов массопередачи или высоты единицы массопереноса. Обе аелнчины (коэффициент и высоту единицы переноса) относят к фазе рафината, или к фазе экстракта, или же к диспергированной фазе, или к сплошной. Опытные данные выражаются с помощью критериев подобия, используемых при описании диффузионных процессов критерия Шервуда 5п, критерия Рейнольдса Ре для обеих фаз и критерия Шмидта 5с. В состав этих критериев входят вязкость и плотность жидкости но они не учитывают межфазного натяжения, которое в жидких системах оказывает влияние на массообмен через межфазную турбулентность. Расчетным уравнениям придается зид показательных функций. Введение в уравнения критерия Рей- юльдса для обеих фаз одновременно следует из предполагаемого влияния турбулентности одной фазы на другую. Во многих случаях зто влияние не подтверждается, и тогда уравнение содержит только один критерий Рейнольдса или скорость одной фазы. [c.304]

Примечание, — номинальный объем сосуда р — рабочее давление в сосуде б — размер твердых частнц, образующих суспензию р) — плотность жидкости (сплошной среды) — плотность твердой фазы внзкость жидкости а — межфазное натяжение жидкостей. [c.289]

Средний размер капель. В примере 4 рассчитан средний размер капель при перемешивании тетрахлорида углерода и воды в аналогичном аппарате с мешалкой (Ф = 0,05). Данных по межфазиому натяжению между водой и тетрахлоридом углерода в присутствии брома в литературе нет. Если принять межфазное натяжение равным межфазному натяжению между чистыми водой и тетр а хлоридом углерода (0,046 Н/м), то расчет среднего размера капель по уравнению (111.21) при всех значениях удерживающей способности дает примерно одинаковое значение d = 0,268 мм- [c.57]

Важнейшим свойством массопередачи при лимитирующем сопротивлении сплошной фазы является квазистационарный характер процесса, что резко отличает массопередачу в сплошной фазе от массопередачи в дисперсной фазе. Лишь для случая массопередачи от пузырей очень большого диаметра (>25 мм) было отмечено [72, 73] некоторое уменьшение коэффициентов массопередачи с увеличением времени контакта. Однако для пузырей столь большого размера возможно возникновение специфических эффектов, например, изменение скорости обтекания частицы под влиянием градиента межфазного натяжения по механизму, рассмотренному Тимсоном и Дюном [74]. Уменьшение коэффициента массопередачи может быть связано также с механизмом движения столь больших пузырей, которые увлекают с собой некоторый объем сплошной фазы [75]. [c.210]

Дело в том, что в случае, когда массопередача направлена из лимитирующей фазы, происходит резкое увеличение скорости процесса. По современным представлениям это явление связано с неустойчивостью поверхностп раздела фаз и возникновением градиентов межфазного натяжения [85]. [c.217]

Изменение поверхностного и межфазного натяжения можно получить путем добавок. Действие их можетбыть различно. Поверхностно-активные вещества скапливаются на поверхности растворителя (положительная адсорбция) и действуют притягивающе на его мо- [c.52]

В прямоугольных координатах, в которых на оси абсцисс нане-, сены значения с ер, а на оси ординат—логарифм натяжения, вышеприведенная функция представляется прямой линией. Межфа.чное натяжение можно также представить графически как функцию концентрации растворенного вещества в состоянии равновесия. Такие диаграммы для систем вода—гексан и уксусная кислота в качестве растворенного вещества и вода—толуол—ацетон представлены на рис. 1-25. Эти системы проявляют свойства, характерные для всех других подобных систем. Наивысшим межфазным натяжением обладает система без растворенного вещества (точка /), в критической точке натяжение уменьшается до нуля. Линии, соединяющие точку с точкой К, представляют концентрации уксусной кислоты в водной фазе и фазе растворителя. Состояние равновесия и соответствующее ему поверхностное натяжение отыскиваются на горизонтальных прямых. Линии концентраций пересекаются, если хорды равновесия на треугольной диаграмме меняют наклон. При небольших наклонах хорд линии концентраций лежат близко друг к другу, при больших—расходятся. Так как вблизи критической точки межфазное натяжение приближается к нулю, при больших концентрациях растворенного вещества система приобретает тенденцию к устойчивому эмульгированию. По форме кривых можно сделать выводы относительно поведения растворенного вещества в обеих фазах. При сильном падении величины поверхностного [c.53]

Явления спонтанной турбулентности Льюис и Пратт [651 объясняют выделением теплоты растворения, которое происходит при переходе растворенного вещества из капли в окружающую жидкость. Вследствие выделения тепла происходят местные изменения межфазного натяжения и колеблется равновесие сил в капле. Однако это объяснение в свете дальнейших исследований оказалось неполным и было отклонено Зигвартом и Нассенштейном. Они принимают, что хотя разница межфазного натяжения и является непосредственной причиной наблюдавшейся спонтанной турбулентности, но возникает это явление в результате изменений концентрации молекул на границе фаз. Из исследований капиллярной химии известно, что межфазное натяжение для двух жидкостей подвергается изменениям при растворении третьего компонента и вообще уменьшается с увеличением концентрации. Растворенные вещества выполняют роль поверхностно активных добавок. На рис. 1-30 в качестве [c.59]

Относительно большая скорость массопередачи в период образования капли объясняется явлениями, приводящими к усилению турбулентности при движении внутрь капли. При наблюдении капел ь,. подвешенных в жидкости в присутствии растворенного вещее а, замечено [35, 65], что на поверхности капли образуются склаД,ки, появляются деформации и колебания, начинается завихрение жидкости внутрь. Эти явления особенно интересны в начальной ф>азе образования капли и связаны с неравномерным распределен амем концентраций растворенного вещества и вместе с ним межфазного натяжения. Самая высокая концентрация наблюдается всегда, у отверстия капилляра. Колебания и деформации происходят в мо ент массопередачи. Интенсивность явлений увеличивается при повышении концентрации кроме того, развитие этих явлений зависи Е - от скорости образования капли и природы веществ. Введение дев 1>х-, ностно-активных веществ подавляет эти явления. , [c.85]

Смотреть страницы где упоминается термин Межфазные натяжение: [c.330] [c.330] [c.254] [c.286] [c.193] [c.194] [c.137] [c.138] [c.8] [c.86] [c.266] [c.52] [c.53] [c.54] [c.58] [c.60] [c.80] [c.84] [c.278] [c.302] [c.323] [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология