Адсорбция и критическое поверхностное натяжение

На критическое поверхностное натяжение оказывает существенное влияние граничный слой жидкости (подробнее см. гд. VI), в частности, особенности адсорбции жидкости на твердой поверхности. [c.37]

Адсорбция и критическое поверхностное натяжение. В результате адсорбции паров может быть изменена величина критического поверхностного натяжения (см. 5). В связи с этим необходимо рассмотреть связь между величинами Лтг и <Тс. [c.170]

Влияние адсорбции паров воды на величину критического поверхностного натяжения можно наблюдать при адгезии капель воды в случае, когда относительная влажность воздуха изменяется от 0,6 до 95%. Получены следующие значения критического поверхностного натяжения в зависимости от влажности воздуха [c.171]

Итак, адсорбция паров, которая количественно учитывается посредством величины Ятг, зависит от критического поверхностного натяжения. Последнее снижается по мере увеличения относительной влажности воздуха. [c.173]

Взаимосвязь между поверхностным натяжением и адсорбцией позволяет получить адсорбционные характеристики ПАВ на основе анализа кривых поверхностного натяжения. В случае коллоидных ПАВ эти кривые отражают также переход от истинных растворов к мицеллярным и позволяют найти критическую концентрацию мицеллообразования. [c.106]

Такие четырехкомпонентные микроэмульсионные системы, включающие мицеллообразующие ПАВ, обычное ПАВ (чаще всего это спирты С5—С12), углеводород и воду, а также пятикомпонентные системы, содержащие, помимо перечисленных веществ, электролиты, приобрели особое значение в последние годы в связи с проблемой повышения нефтеотдачи пластов, о которой говорилось в гл. П1. Тонкое регулирование полярности дисперсионной среды за счет изменения концентрации компонентов, длины цепи углеводорода и спирта и природы (гидрофильно-липофильного баланса) мицеллообразующего ПАВ позволяет в этих случаях получать как прямые, так и обратные микроэмульсии. Они могут находиться в равновесии с макрофазой — молекулярным раствором того же состава, что и состав дисперсной фазы микроэмульсии. Подобно случаю двухкомпонентных критических систем (см. 2), соответствующим подбором состава здесь удается получить микроэмульсии — обратные и прямые, равновесные друг с другом и, кроме того, с дисперсионной средой промежуточной полярности. Такие микроэмульсионные системы могут образовывать фазовую границу раздела с очень малым поверхностным натяжением как с водой, содержащей определенную концентрацию солей, так и с углеводородом. Для этого необходимо достижение такого баланса молекулярных взаимодействий в объемах и на границе фаз, когда ПАВ обнаруживает примерно одинаковую поверхностную активность при адсорбции на границе из обеих фаз водной и масляной. [c.235]

Таким образом, хотя термодинамика не может указать истинную эффективную толщину поверхностного слоя, она позволяет определить нижнюю границу возможных значений толщины. Применение неравенств (49) и (50) к экспериментальным данным о поверхностном натяжении и адсорбции показывает, что минимальная возможная толщина может оказаться весьма малой (меньше молекулярных размеров) и в таком случае эти неравенства мало информативны, но в других случаях минимальная возможная толщина оказывается заметной и даже значительной. В частности, этим методом было установлено сильное возрастание толщины поверхностного слоя на границе жидкость—газ при приближении к критической точке расслаивания жидкого раствора [41, 44]. [c.29]

Объектами исследования служили как отдельные продукты (парафины, ПАВ), так и их смеси. Судя по характеру изотермы поверхностного натяжения кислотно-парафиновых растворов, на границе с водой синтетические жирные кислоты в парафиновых растворителях (парафин марки В и Т) образуют мицеллы. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) фракции Сп-С20 СЖК составляет 4 % масс. Для выявления влияния мицеллообразования СЖК на адсорбцию последних на твердой поверхности керамического порошка [c.16]

Критическая температура (Т р), названная по предложению Д.И. Менделеева абсолютной температурой кипения - температура, при которой исчезает различие между жидко- и газообразным состоянием вещества. При температурах свыше Т р вещество переходит в сверхкритическое состояние без кипения и парообразования (фазовый переход 2-го рода), при котором теплота испарения, поверхностное натяжение и энергии межмолеку-лярного взаимодействия равны нулю. При сверхкритическом состоянии возникают характерные флуктуации плотности (расслоение по высоте сосуда), что приводит к рассеянию света, затуханию звука и другим аномальным явлениям, таким как сверхпроводимость и сверхтекучесть гелия. Вещество в сверхкритическом состоянии можно представить как совокупность изолированных друг от друга молекул (как молекулярный песок ). Для веществ, находящихся в сверхкритическом состоянии, не применимы закономерности абсорбции, адсорбции, экстракции и ректификации. Их в смесях с докритическими жидкостями можно разделить лишь гравитационным отстоем (см. 6.3.3). Критическое давление (Р р) - давление насыщенных паров химических веществ при критической температуре. Критический объем (У р) - удельный объем, занимаемый веществом при критических температуре и давлении. [c.96]

Коллоидные ПАВ, как правило, обладают высокой поверхностной активностью, способны значительно понижать поверхностное и межфазное натяжение в очень разбавленных растворах благодаря адсорбции и ориентации молекул (ионов) на поверхности раздела. В отличие от истинно растворимых ПАВ они могут находиться в растворе в молекулярной (ионной) форме лишь при очень малых концентрациях, а выше некоторой определенной критической концентрации образуют коллоидные агрегаты ми-целлярного типа. Эти особенности можно отчетливо наблюдать, изучая зависимость поверхностного натяжения от концентрации. [c.98]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в жидкой фазе линейный размер конвективных ячеек (глубина проникновения поверхностной конвекции) соизмерим с толщиной диффузионного пограничного слоя, а масштаб скорости ячеек соизмерим с коэффициентом массоотдачи в газовой фазе интенсивность поверхностной конвекции недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на скорость массоотдачи. Величина Ор определена из расчета. Расчет не учитывает интенсивную гиббсовскую адсорбцию [29], наблюдаемую в растворах сильных ПАВ, и прочие поверхностные эффекты, т. е. основан на использовании величины статического, а не фактического (динамического) поверхностного натяжения. Вероятно, этим объясняется расхождение экспериментальных и теоретических критических значений чисел Марангони. [c.98]

Здесь ц — мольный объем адсорбируемой фазы, принимаемый равным мольному объему жидкой фазы при той же температуре (ниже критической) № 0 — суммарный объем микропор адсорбента 5 = (2,3, / )2 — структурная константа, характеризующая преобладающее значение объема микропор —характеристическая энергии адсорбции Р = /7//7ст — коэффициент афин-ности П = Ма р, Пет — парахоры адсорбтива и некоторого стандартного вещества М, а н р — молекулярная масса, поверхностное натяжение и плотность жидкой фазы адсорбтива. [c.194]

Полученные результаты показывают, что поверхностное натяжение на границе раздела двух газовых фаз значительно увеличивается с давлением. Причиной роста от молсет служить изменение состава фаз и поверхностного слоя (адсорбция), а также большое изменение плотности фаз с давлением. Можно предположить, что кривые в координатах о — р приближаются к оси абсцисс с горизонтальной касательной, а поверхностное натяжение становится равным нулю в критической точке смеси. Наличие значительного поверхностного натяжения может объяснить необычайно быстрое и устойчивое расслоение газовых смесей. [c.67]

Одновременно, как следует из сказанного выше , кинетическое смачивание не может быть оценено изучением только равновесных значений поверхностного натяжения и адсорбции и нуждается в специальных способах испытаний. К числу таких измерений относится определение критической скорости кинетического смачивания. [c.146]

Рис. 37. Критическая концентрация мицеллообразования лиссапола N /—скорость адсорбции, установленная для очищенной шерсти 2—моющая способность 50 °С) 3—коэффициент преломления 4—поверхностное натяжение 5—солюбилизация

Другое объяснение причин растекания и нерастекания капель дано в работе . Нерастекание жидкостей, имеющих дифильные молекулы с полярными и неполярными группами, определяется особенностью адсорбции этих молекул. Адсорбированная пленка обладает критическим поверхностным натяжением отличным от поверхностного натяжения твердого тела. Если критическое поверхностное натяжение адсорбированной пленки меньше поверх- [c.136]

Как видно из данных табл. П1. 1, закономерности адсорбции иа древесном угле определяются, главным образом, межмолекуляр-ньши взаимодействиями веществ в конденсировапном состоянии (силами когезии). С ростом когезионных сил увеличиваются поверхностное натяжение, температура кипения, критическая темпе- [c.144]

В некоторых случаях, приближающихся к условиям образования лиофильных коллоидных систем, может происходить и самопроизвольное образование эмульсий ( самоэмульгирование жидкостей ). Это возможно, например, ес,ли на границе двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо в одной из соприкасающихся фаз, образуется сильно поверхностно-активное соединение. Протекающая в таких, существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить, как было показано А. А. Жуховицким, к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию (см. 2 гл. VUI). После завершения химической реакции образования на межфазной поверхности заметных количеств поверхностно-активного вещества его адсорбция по мере приближения к равновесным условиям падает, и поверхностное натяжение может снова возрасти выше критического значения Ос. Близкое по природе самопроизвольное эмульгирование, лежащее в основе эффективного способа получения устойчивых эмульсий, может осуществляться при использовании ПАВ, растворимого в обеих контактирующих жидкостях и в дисперсной фазе, и в дисперсионной среде. Если раствор такого ПАВ в веществе дисперсной фазы интенсивно перемешивать с чистой днсперсиоииой средой, то происходит перепое ПАВ через межфазную поверхность, имеющую малое поверхностное натяжение (рис. X—12) это вызывает турбулизацию поверхности и приводит к возникновению наряду с более крупными каплями эмульсии большого числа очень малых капелек микроэмульсии, оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.285]

В некоторых случаях, приближающихся к условиям образования лиофильных коллоидных систем, может происходить и самопроизвольное образование эмульсий (самоэмульгирование жидкостей). Это возможно, например, если на границе двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо в одной из соприкасающихся фаз, образуется сильно поверхностно-активное соединение. Протекающая в таких существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить, как было показано А. А. Жуховицким, к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию (см, гл. VII, 2). После завершения химической реакции образования на межфазной поверхности заметных количеств ПАВ его адсорбция по мере приближения к равновесным условиям падае , и поверхностное натяжение может снова возрасти вьппе критического значения Близкое по [c.344]

Гелий - инертный газ с уникальными свойствами. Плотность гелия ио отношению к воздуху составляет 0,138. Гелий почти не растворим в жидкостях и меньше, чем любой другой газ, склонен к адсорбции хорошо диффундирует через твердые тела и любые узкие щели. Гелий - хороший проводник теплоты, теплопроводность его в б раз выше, чем у воздуха, но несколько ниже, чем у водорода. По электропроводности гелию нет равных среди газов. Он слабо диамагнитен, с низкой скоростью ионизации, является самым прочным атомным п молекулярным веществом. Гелий имеет самую низкую температуру сжижения (0,71 - 4,16 К) и критическую температуру (5,2 К). Поверхностное натяжение жидкого гелия в десятки и сотни раз меньше, чем у других сжиженных газов. Ниже температуры 2,2 К происходит скачкообразное изменение свойств жидкого гелия, при этом ои становится сверхтекучим и обладает сверхтеплопроводиостью. [c.189]

А. Н. Гребнев с соавторами показали, что магнитная обработка приводит к значительному изменению адсорбции ПАВ на границе раздела жидкость — газ. Опыты проводили с бидистиллятом (удельная электр о-проводность 100—200 мкСм-м" ), в котором растворяли гексадецилсульфат натрия. Концентрация раствора составляла 2-10- и 4,0-10 моль/л, т. е. была ниже п выше критической концентрации мицеллообразования — ККМ (для условий опыта эта концентрация была равна 3-10- моль/л) [12, с. 133]. Поверхностное натяжение измеряли методом максимального давления при образовании пузырьков и тщательном термостатировании системы ( 0,01°С), Статистическая обработка результатов показала, что коэффициент вариации измеренных значений находится в пределах 0,7—1,35 %, а [c.51]

Образование полимолекулярных слоев на адсорбенте при давлениях ниже давления насыщения во многих отношениях аналогично образованию полимолекулярных агрегатов ( lusters) в неидеальном газе. Имеется, однако, существенное различие. В газе число полимолекулярных агрегатов ничтожно малб по сравнению с числом простых молекул (исключая область, близкую к критической точке), вто время как поверхностные полимолекулярные слои образуются при давлениях, много меньших давления насыщения. Это различие может быть объяснено, исходя из соображений о поверхностном натяжении. В газе большая свободная поверхностная энергия малых агрегатов делает их образование маловероятным. Однако при адсорбции образование жидкой поверхности практически уже завершено после адсорбции [c.215]

Углеводородный хвост водорастворимого ПАВ трудно совмещается с окружающей водной средой. Однако причина этого— не отталкивание между ним и молекулами воды. Силы вандерваальсова притяжения между углеводородной цепью и молекулами воды даже несколько превосходят силы притяжения между отдельными углеводородными цепями, но суще-, ственно уступают силам притяжения между молекулами воды. Жидкая вода имеет трехмерную структуру, в которой ее молекулы соединены водородными связями, непрерывно разрывающимися и образующимися вновь. Углеводородные цепи растворенного ПАВ нарушают взаимодействие между ближайшими молекулами воды, изменяя ее структуру. В большинстве случаев раствор стремится сохранить структуру воды, вследствие чего молекулы ПАВ вынуждены занимать такое положение, в котором их цепи были бы, по крайней мере частично, удалены из объема раствора. Наиболее очевидный путь к достижению этой цели состоит в накоплении молекул ПАВ на границе между водным раствором и воздухом, а также на поверхностях раздела с частицами масла и твердых веществ, если они присутствуют в системе. Такая адсорбция ПАВ на пограничных поверхностях оказывает очень большое влияние на свойства последних и особенно на межфазные натяжения, которые сильно понижаются. Например, поверхностное натяжение 10" М раствора ПАВ при 20 °С составляет около 0,3—0,4 мН/см, тогда как для чистой воды эта величина равна 0,73 мН/см. При увеличении концентрации ПАВ в воде наступает момент, когда его молекулы должны изыскивать другой способ удаления своих углеводородных хвостов из объема раствора. Поэтому они начинают соединяться в агрегаты более или менее правильной сферической формы, в которых их гидрофобные участки ориентированы внутрь, а полярные головные группы — наружу. Такие агрегаты называются мицеллами, а концентрация, при которой начинается их образование, — критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При концентрациях ниже ККМ термодинамические свойства растворов ПАВ близки к тем, которыми должны обладать разбавленные растворы, содержа-щие неассодиированные молекулы. Однако при брлее высоких [c.510]

Как видно из данных табл. И1.1, закономерности адсорбции на древесном угле определяются, главным образом, межмолекулярными взаимодействиями веществ в конденсированном состоянии (силами когезии). С ростом когезионных сил увеличиваются поверхностное натяжение, температура кипения, критическая температура, что отражает представленное в табл. И1.1 увеличение адсорбции в этом направлении. Лучшее соответствие должно наблюдаться при сравнении величи 1ы адсорбции с произведением поверхностного натяжения на мольный объем адсорбата в жидком состоянии, как это следует из уравнения Кельвина. Макропоры имеют малую поверхность и поэтому до-. я адсорбированного в них вещества небольшая. Основная роль [c.172]

Для границ раздела газ - жидшсть и жидкость - жидкость можно экспериментально определить зешисимость поверхностного натяжения (или межфазного натяжения) от концентрации. Напри мер, зависимость у / С для границы раздела системы водный раствор неорганического электролита — газ имеет вид прямой с очень небольшим наклоном (рис. 4.17, а), а для границы системы водный раствор полярного органического соединения - газ имеет вид 1фи-вой со значительным отрицательным наклоном (рис. 4.17, б, в). Первый процесс, соответствующий отрицательным значениям Г, называют отрицательной адсорбцией. Вещества, которым при малых концентрациях соответствуют большие значения Г (как на рис. 4.17, в), называют поверхностно-активными. В этом случае при концентрациях, превышающих определенную величину (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования, ККМ, о которой мы будем говорить в разд. 2 гл. 6), у остается почти постоянной. Если рассматриваются растворы ионных поверхностно-активных веществ с неорганическими солями, в уравнения (4.11) и (4.20) перед членом КТ вводят коэффициент, близкий к 2. Для классического поверхностно-активного агента (водный раствор додецилсульфа та натрия с 0,1 М ЛаО) кривая у - Ье С при низких концентрациях (2 10 10 М) обращается в прямую с наклоном Дy,/ДЬg С = - 24 мН/м. Рассчитывая Г по уравнению (4.20), полу- [c.98]

Большинство реальных клеевых систем представляет собой растворы той или иной концентрации, что тоже влияет на поверхностное натяжение [45]. Поскольку вязкость клеев снижается при введении пластификаторов и растворителей, то скорость смачивания при этом возрастает. По этим же причинам лучше растекаются двухкомпонентные клеи, содержащие жидкие отвердители [46]. Однако одновременно могут протекать процессы избирательной адсорбции компонентов клея на субстрате, вследствие чего меняется состав жидкой фазы, и, соответственно, ее смачивающая способность. Особенно это проявляется при введении в клей мелкодисперсных наполнителей с развитой поверхностью. Латексные клеи в этом отношении специфичны, поскольку адсорбция на наполнителе эмульгатора, обеспечивающего стабильность латекса, может привести к снижению критической концентрации мицелло-образования и коагуляции полимерной фазы. В этом заключаются, в частности, трудности получения полимерцементных клеев [47]. [c.15]

Из анализа действия смачивателей при поливе фотографических эмульсий на гибкие подложки можно установить, что оно определяется двумя явлениями обеспечением высоких значений критической скорости кинетического смачивания и удалением комет, т. е. локального несмачивания, обусловленного адсорбционно-эмульгирующим действием по отношению дисперсных гидрофобных загрязнений фотографической эмульсии. Для того чтобы смачиватель был способен выполнять эти обе функции, он должен адсорбироваться на внешних границах раздела эмульсионного слоя и на внутренних (в объеме), т. е. на границе с кометообразующими включениями. Следовательно, для оценки смачивателя прежде всего следует измерить изотерму поверхностного натяжения, позволяющую дать характеристику равновесной адсорбции смачивателя, в том числе адсорбцию насыщения (Гт), площадь одной молекулы в мо-номолекулярном слое (5), толщину этого слоя (6) и поверхностную активность. Статическое поверхностное натяжение измерялось методами, описанными в главе VI. При помощи полученных изотерм поверхностного натяжения согласно уравнению Гиббса и изотермы адсорбции Лангмгора были получены интересующие нас характеристики равновесной адсорбции. Измерение статических краевых углов смачивания, представляющих известный, хотя и ограниченный интерес, в данном случае производилось обычным способом — по растеканию капли. [c.146]

А. И. Гребнев с соавторами показали, что магнитная обработка приводит к значительному изменению адсорбции ПАВ на границе раздела жидкость —газ. Опыты проводили с бидистиллятом (удельная электропроводность 100—200 мкСм-м ), в котором растворяли гекса-децилсульфат натрия. Концентрация раствора составляла 2-10 и 4,0-10 моль/л, т. е, была ниже и выше критической концентрации мицеллообразования — ККМ (для условий опыта эта концентрация была равна З-Ю моль/л) [13, с. 133]. Поверхностное натяжение измеряли методом максимального давления в пузырьках нри тщательном термостатированни системы ( 0,01°С). Статистическая обработка результатов показала, что коэффициент вариации измеренных значений находится в пределах 0,7—1,35%, а доверительный интервал с 95%-НОЙ вероятностью составляет 0,15—0,68 мН/м. Растворы суточного возраста подвергали магнитной обработке, пропуская их со скоростью 1,7—2,0 м/с через девять магнитных нолей с варьированием напряженности от О до 126 к А/м. [c.56]

Коллоидные (двухфазные микрогетерогенные) системы являются гидрофильными, когда 012 меньше критической величины или соизмеримо с ней, т. е. достаточно мало. Согласно П. А. Ребиндеру, истинно гидрофильные коллоиды — это именно такие гетерогенные системы, в которых поверхностное натяжение 012 на границе раздела фаз сильно понижено (в частности, за счет адсорбции поверхностноактивных компонентов). Такие системы могут образоваться путем простого взаимодействия твердой фазы с дисперсионной средой. При этом самопроизвольное диспергирование сопровождается некоторым возрастанием поверхностной энергии, что компенсируется увеличением энтропии системы в связи с более равномерным распределением в ней вещества дисперсной фазы. Гидрофильные системы не нуждаются в особых стабилизаторах. В них не проявляются тенденции к самоукрупнению частиц дисперсной фазы. Такие системы устойчивы во времени. [c.423]

Сильное снижение поверхностного натяжения — не единственный фактор, который обусловливает сильное влияние мыл на смачивание. Другая важнейшая способность мыл заключается в том, что при определенной концентрации раствора (критической концентрации мицеллообразования — ККМ) молекулы ПАВ объединяются в агрегаты (мицеллы), состоящие из большого числа молекул. В не очень концентрированных растворах мицеллы имеют шарообразную (сфероидальную) форму. В более концентрированных растворах сфероидальные мицеллы превращаются в пластинчатые (слоистые) мицеллы. Пластинчатые мицеллы могут сцепляться друг с другом, что приводит к образованию в растворе беспорядочного пространственного каркаса (сетки). Подобные каркасы могут возникать не только в растворе, но и в адсорбционном слое возле твердой поверхности, например при адсорбции молекул мыл из водных растворов на гидрофильных телах. Обра- [c.185]

Все латексы имели низкое поверхностное натяжение, которое лишь незначительно превышало поверхностное натяжение раствора эмульгатора нри критической концентрации мицеллообразования. Следовательно, все латексы имели высокую насыщенность адсорбционного слоя. Специальные опыты по десорбции эмульгатора при разбавлении латексов подтвердили образование на поверхности глобул полимеров СКС-17 и СКММА-65 насыщенного мономолекулярного адсорбционного слоя ОС-20 с одинаковой величиной адсорбции. Высокая насыщенность латексов, стабилизованных неионогенными ПАВ, отмечалась в работах Панич, Воюцкого [2, 3], а также другими исследователями [4,5]. При этом было показано,что получить устойчивые латексы с меньшим содержанием неионного эмульгатора, т. е. адсорбционно ненасыщенные, практически невозможно. [c.67]

По-видимому, к тако-му же выводу можно прийти и при анализе зависимости поверхностного натяжения от концентрации раствора, полученной в работе [98]. В случае растворов ПБА в ДМАА с 3% Ь1С1, поверхностное натяжение о является сложной функцией концентрации (рис. П1.32). В области изотропных составов ПБА поверхностно-активен по отношению к растворителю. В этой области концентраций происходит накопление полимерных молекул в поверхностном слое, что видно из рассчитанной условной величины адсорбции по Гиббсу, зависимость которой от концентрации также представлена на рис. П1.32. При критической концентрации с происходит резкое изменение состава поверхностного слоя, сопровождающееся скачкообразным повышением поверхностного натяжения (протяженность участка увеличения о по оси концентраций составляет примерно 2—3%), после чего поверхностное натяжение уже практически не зависит от с. Такой вид изотермы поверхностного натяжения связан с существованием узкого коридора на фазовой диаграмме, в котором происходит переход к полностью анизотропному раствору. В этой области составов меняет знак и величина адсорбции, что означает обеднение поверхностного слоя полимером. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология