Смачивание и потенциалов

Напротив, все меры, ведущие к росту сил электростатического и структурного отталкивания, улучшают смачивание. Эта цель достигается приданием высокого и одинакового по знаку потенциала поверхностям пленки и (или) гидрофилизацией подложки, например путем увеличения числа центров, способных к образованию водородных связей с молекулами воды. При адсорбции неионогенных гидрофильных ПАВ или полимеров может проявиться дополнительно действие сил стерического отталкивания адсорбционных слоев. Понимание причин, управляющих смачиванием, позволяет в каждом конкретном случае выбирать оптимальные методы для решения практических задач. [c.218]

Рассмотрим зависимость краевого угла смачивания от потенциала электрода, который можно изменять, подводя к металлу и к некоторому вспомогательному электроду в растворе внешнюю разность потенциалов. Из уравнения (11.1) следует [c.46]

Уравнение (62.24) количественно подтверждается на опыте. Из (62.24) следует, что размер отрывающегося пузырька тем больше, чем больше краевой угол смачивания О. Так как последний зависит от потенциала электрода (см. И), то вблизи потенциала нулевого заряда размеры [c.335]

Изменение химического потенциала компонента 1, происходящее в результате смачивания адсорбента раствором, составляет для рассматриваемой модели (а—оо)сот, 1 на молекулу компонента 1. Аналогично работа смачивания для компонента 2 равна (а—Оо)сот, 2- Величина а зависит от состава поверхностного раствора, т. е. от л ) =1—Вводя эти выражения в уравнение (15.52), получаем [c.277]

Теплота смачивания зависит от количества жидкости, нанесенной на поверхность того или иного тела. Это обусловлено проникновением поля поверхностных сил внутрь смачивающей жидкости на определенную глубину, равную толщине поверхностного слоя в фазе жидкости. Очевидно, что потенциал поля падает от максимального значения на границе раздела фаз до нуля на границе поверхностного слоя внутри смачивающей жидкости. [c.290]

На основании определения краевого угла смачивания, Б. Н. Кабанов показал, что значения угла 0 меняются с изменением потенциала ф по кривой, близ кой к электрокапиллярной кривой, причем 9 = 6 макс при ф = флг. Это указывает на то, что около точки нулевого заряда поверхность твердого электрода смачивается хуже, чем при значительной поляризации электрода. В точке нулевого заряда жидкость не смачивает поверхность-электрода. [c.217]

После каждого изменения поляризации катода необходимо измерить потенциал ртути относительно каломельного электрода. По полученным данным строят график зависимости краевого угла смачивания от поляризации или от потенциала ртути. [c.188]

Существенное значение приобрели работы А. Н. Фрумкина и сотрудников по изучению зависимости краевых углов смачивания от потенциала электрода. Оказалось, что между пузырьком газа и металлом имеется тонкий слой раствора, под которым металл способен поляризоваться. Эти наблюдения позволили выявить природу флотационных явлений. Б. Н. Кабанов, исследуя смачивание металла электролитами, вскрыл особенности и механизм электролитического обезжиривания металлов. Измеряя краевые углы, П. А. Ребиндер определил значение потенциала нулевого заряда твердого металла. Он установил, что твердость металла связана с зарядом поверхности и что при этом зависимость твердости от потенциала выражается типичной электрокапиллярной кривой. [c.11]

В работе [1] показано, что наличие градиента химического потенциала в гетерогенной системе приводит к изменению межфазного натяжения в процессе химической реакции или межфазного перехода. Металлы триады железа (Fe, Со, Ni) характеризуются тем, что степень смачиваемости ими графита сильно зависит от концентрации углерода в жидкой фазе. Смачивание графита металлами группы железа, как при равновесии насыщенного углеродом расплава и графита, так и в неравновесных условиях, изучено в [3, 4]. [c.131]

В случае твердых электродов абсолютные значения а не м.б. получены экспериментально, однако разл. методами можно оценить либо рассчитать изменение До при изменении потенциала. Метод смачивания состоит в измерении зависимости краевого угла смачивания б от потенциала электрода [c.427]

Величину потенциала нулевого заряда ( ) можно определить экспериментально несколькими методами путем измерения меж-фазного натяжения, по минимуму емкости электрода, по определению краевого угла смачивания, по максимуму адсорбции и т.п. Наиболее широко для этих целей используются электрокапиллярные кривые, которые характеризуют зависимость между поверхностным натяжением металла (а) на фанице металл/раствор и потенциалом электрода. На величину поверхностного натяжения влияет и состав межфазного слоя. Поскольку поверхностное натяжение проще всего измерить для жидких металлов, большинство электро-капиллярных кривых получено на ртути. Измерения производились также с амальгамами металлов, с жидким галлием и с некоторыми [c.131]

Как видно из рис. VII.36, а, увеличению захода изотермы в область П С О и, следовательно, увеличению краевого угла способствует снижение отрицательных значений потенциала 2 пленка—газ. Еще больший эффект может дать перезарядка этой поверхности, что подтверждается экспериментально [226, 227]. Расчеты показывают, что при Ф5 = —5 и Ф2 =- -5 значения краевого угла 0о (при = = 10 моль/л) повышаются уже до 25°. В общем случае для ухудшения смачивания необходимо, как следует из развиваемой теории, снижать до О или изменять знак потенциала любой из поверхностей пленки при сохранении достаточно высокого значения потенциала другой поверхности. Это объясняет эффективность действия ионогенных ПАВ, избирательно адсорбирующихся на одной из поверхностей пленки. [c.250]

Масса пигмента в наружных слоях примерно равна массе связующей смолы. При дальнейшем повышении содержания пигмента уже не хватает связующего для склеивания частиц пигмента, появляются поры и влагопроницаемость растет. Для лучшего смачивания частиц пигмента лаком их предварительно обрабатывают ПАВ (например, триэтаноламином), которое создает на поверхности пигментной частицы мономолекулярный слой, обладающий большим значением адсорбционного потенциала. [c.167]

В первый период происходит смачивание окалины кислотой и проникание кислоты по порам и трещинам в окалине к металлу, В этот период кислота проникает только к вюститу (через слой магнетита), не достигая металла, Наблюда-. ется значительное облагораживание потенциала, что обусловлено возрастанием концентрации трехвалентного железа. Этот период составляет несколько десятков секунд и заканчивается полной пропиткой внешнего слоя окалины кислотой. [c.97]

Многие задачи теории смачивания удается решить, вводя в рассмотрение переходную область между плоской пленкой и объемной жидкостью (рис. 3), в которой одновременно проявляется действие как поверхностных, так и капиллярных сил. В состоянии равновесия профиль переходной зоны может быть найден из условия постоянства химического потенциала в слое жидкости переменной толщины h [c.29]

Имеет смысл упомянуть еще некоторые связанные с поверхностными свойствами твердого тела вопросы, которые здесь подробно не рассматриваются, поскольку они обсуждаются в других разделах. Прежде всего речь пойдет об определении поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело — жидкость по растворимости (разд. УП-2) и по данным о зародышеобразовании (разд. У1П-3). Изменение, или разность, свободных поверхностных энергий на границе раздела твердое тело — пар можно находить также из данных по адсорбции газов (разд. УП1-3), а соответствующие разности поверхностных энергий — по данным о теплотах смачивания (разд. УП-З). Измерения краевых углов дают разность поверхностных энергий на поверхностях раздела твердое тело —пар (разд. УП-4). В гл. IV количественно оценивается влияние потенциала на свободную энергию поверхности раздела твердое тело — раствор электролита. [c.222]

Преимущества метода покоящейся капли состоят в том, что этим методом удается получить абсолютное значение у, которое не зависит от калибровочных экспериментов, как в случае капиллярной электрометрии, и на получаемую величину у не влияют неточность зависимости краевого угла от потенциала или концентрации, а также другие проблемы смачивания. [c.476]

С разрушением особой структуры граничных слоев связан также и известный эффект ухудшения смачивания при повышении температуры [562]. На рис. 13.5 приводятся результаты расчетов изотерм расклинивающего давления смачивающих пленок водного 10 М раствора КС1 с добавками ионогенных ПАВ. Для молекулярных сил принята та же константа А для структурных сил — экспонента IIs= sexp(—/i/Я-), где С = = 10 Н/см и А,=0,25 нм. Исходной, без добавок ПАВ, является изотерма, показанная кривой 6. Потенциалы поверхностей кварца (ii)i) и пленки (ij]2) принимали в этом случае равными —100 мВ и —25 мВ, соответственно. Расчеты по уравнению (13.3) приводят к значению 0о = 8° (см. рис. 13.4). Влияние добавок ПАВ сводилось в проведенных расчетах к изменению потенциала вследствие адсорбции ПАВ на поверхности пленка— газ. Адсорбция анионоактивного ПАВ, повышающая отрицательный потенциал ifi2, приводила к улучшению смачивания. Так, при il]2= —35 мВ рассчитанный краевой угол уменьшается до 7°, а при 11)2 = —45 мВ—до 5°. Дальнейший рост i 52 (кривые 1—<3) обеспечивает уже полное смачивание поверхности кварца. Если же на поверхности пленки адсорбируется катионоактивный ПАВ, заряжающий поверхность пленка — газ положительно (г1)2=+Ю0 мВ), в то время как поверхность подложки остается заряженной отрицательно, краевой угол растет до 28° в связи с тем, что электростатические силы вызывают притяжение поверхностей пленки (Пе<0). Полученные результаты находятся в хорошем согласии с результатами прямых измерений краевых углов растворов КС1 с добавками анионоактивного натрийдодецилсульфата и катионоактивного цетилтриметиламмонийбромида [563]. [c.220]

Стремление системы к уме п шению поверхностной энергии Гиббса выражается в самопроизвол1,пом уменьшении межфазной поверхности (изменение формы и кривизны, проявление процессов коагуляцип, коалесценции и др.) и уменьшении иоверхностного натяжения (проявление процессов адсорбции, адгезии и смачивания, возникновение электрического потенциала и др.). [c.8]

При достаточно большом увеличении катодной (или анодной) поляризации (считая от потенциала нулевого разряда) 01,2 будет убывать, а следовательно, разность 01,3 —01,2 будет возрастать, также будет возрастать os0, потому что краевой угол будет уменьшаться. Вместе с этим увеличивается смачивание катода раствором и уменьшается величина отрывающегося пузырька. [c.346]

Однако предположение k onst а широком интервале потенциалов для всех систем строго не выполняется. Непостоянство к связано с зависимостью от потенциала контактного угла на границе трех фаз ртуть/стекло/раствор. Этот эффект обусловлен электростатическим взаимодействием между ионными двойными слоями на границах стекло/раствор и ртуть/раствор. Стекло в водных растворах электролитов заряжено отрицательно. В связи с этим между стеклом и отрицательно заряженной поверхностью ртути имеет место отталкивание. Следовательно, в этих условиях отсутствует смачивание стекла ртутью и О 0°. В то же время при > О возникает эф( )ект прилипания ртути к стеклу, образуется хорошо определяемый контактный угол > 0°. Чем больше положительный заряд ртути, тем сильнее смачивание ею стекла, больше и, следовательно, согласно уравнению [c.160]

Круг явлений, в которых решаюпгую роль играют поверхностные процессы, широк и разнообразен. Это в первую очередь поверхностное натяжение на границе раздела жидкости и газа, стремящееся стянуть эту поверхность до минимального размера и приводящее к сферической форме капель и пузырьков газа в жидкости поглощение газов и растворенных веществ на поверхности твердых тел—адсорбция способность жидкостей растекаться по поверхности твердых тел (смачивание) явления прилипания и трения возникновение электрического потенциала при погружении металла в раствор электролита и многие другие. [c.306]

В трехфазной системе металл — газ — электролит изменение потенциала электрода приводит к соответствующим изменениям поверхностного натяжения на границе раздела металл — электролит, а также угла смачивания пузырьком газа поверхности металла. На этом принципе основано определение фн по изменению краевого угла в зависимости от потенциала и поляризации. Однако по точности этот метод уступает предыдущему. [c.213]

В 19 в. установлены осн. количеств, закономерности П. я. закон капиллярного давления (П. Лаплас, 1806), постоянство краевого угла смачивания (Т. Юнг, 1804), зависимость давления насыщ. пара жидкости от кривизны пов-сти (У. Томсон, 1870) первые термодинамич. соотношения-ур-ние изотермы адсорбции Гиббса (1878), зависимость поверхностного натяжения от электрич. потенциала (Г. Липман, 1875), сформулирован принцип минимума площади пов-сти жидкости (Ж. Плато, 1843). Среди важнейших П. я.-наличие капиллярных волн на пов-сти жидкости (У. Рэлей, 1890), двухмерное состояние и независимость действия адсорбц. слоев на пов-сти раздела фаз (И. Ленгмюр, 1917), адсорбц. понижение прочности (П. А. Ребиндер, 1923), расклинивающее давление в тонких жидких пленках (Б.В. Дерягин, 1935). [c.591]

На рис. XI.6 показаны полученные зависимости 9а и 9r от pH водного раствора (Na l + NaOH и Na l -f- H l) (кривые 1 и 2) при его постоянной ионной силе 0,1 моль/л. Так как равновесные-значения краевого угла 9о лежат между значениями 9н и 9л, можно заключить, что рост pH приводит к улучшению смачивания. Это можно объяснить повышением абсолютных значений потенциала поверхности кварца Tj, измеренного в тех же условиях капиллярным микрометодом [9, 10]. Происходящее при росте усиление электро- [c.363]

Второй фактор определяет способность поверхности кремнезема к смачиванию. Краевой угол и электрокинетический потенциал, образуемые между водой и прозрачным кварцевым стеклом, измерялись на поверхности, которая предварительно была гидрофобизирована проведением реакции с (СНз)з81С1. Через некоторое время после начала контакта между водой и образцом исходная гидрофобная поверхность приобретала способность к смачиванию (краевой угол становился равным нулю), несмотря на то что метильные группы все еще сохранялись на поверхности. После удаления физически адсорбированной воды поверхность снова становилась гидрофобной. (Вполне вероятно, что поверхность не покрывалась полностью метильными группами.) В том случае, когда поверхность покрывается близко расположенными углеводородными группами, то она не проявляет такого обратимого поведения это было доказано на примере эстерсилов, поверхность которых покрыта плотно упакованными бутильными группами, что позволяет сохранять гидрофобные свойства при нахождении образца в воде в течение месяцев. [c.894]

Понятие потенциала нулевого заряда ф .з впервые было введено А. Н. Фрумки-ным [19]. Под потенциалом нулевого заряда фн.з понимают такой потенциа металла, когда заряд его поверхности равен нулю. При этом двойной ионны слой отсутствует. Если в растворе отсутствуют поверхностно-активные вещества то потенциал нулевого заряда является характерной величиной для данногс металла и может характеризовать его поведение (адсорбционную способность смачивание, прочность, реакционную способность). Адсорбционная способность электрода при потенциале нулевого заряда максимальна и при удалении от этого потенциала как в катодную, так и анодную сторону адсорбция уменьг шается. [c.20]

Всякая поверхность характеризуется повышенным энергетическим потенциалом — наличием избыточной поверхностной энергии, в результате чего процессы на активных центрах поверхности протекают самопроизвольно — как малоактивационные..Геометрия расположения и энергетические особенности центров не требуют больших значений энергии активации протекающих на них взаимодействий. На этом основаны многие каталитические и адсорбционные процессы. На этом же основаны явления в вяжущих системах особенности поверхности твердого тела и его энергетический потенциал используются при смачивании, адгезии, протекании поверхностных реакций, обеспечивающих межзерновую, межкристаллитную конденсацию — образование клеевого шва, материала или покрытия. [c.5]

С этой точки зрения существенный интерес представляет определение поверхностного натяжения полимер-полимерных композиций. В работе [399] было исследовано поверхностное натяжение смесей полистирола (мол. масса 200 ООО) и полиэтиленгликольадипината (мол. масса 2000), полученных из раствора в общем растворителе. Поверхностное натяжение определяли по краевому углу смачивания методом Эльтона [400]. На рис. V. 3 приведена зависимость поверхностного натяжения у смеси от состава. Характерной особенностью этой зависимости является резкое изменение у при малых добавках одного из компонентов и незначительные изменения в области средних составов (20—70%). Эти данные показывают, что в исследованной области составов происходит обогащение поверхностного слоя композиции поверхностно-активным компонентом. Далее, однако, рост поверхностного натяжения невелик, несмотря на повышение содержания ПЭГА до 70%. Это объясняется тем, что происходит разрыхление поверхностного слоя смеси, которое приводит к снижению поверхностной плотности, а следовательно, и поверхностного натяжения, компенсируя его рост, обусловленный увеличением содержания ПЭГА. Вывод об изменении плотности был сделан также и на основании определения величины удерживаемого объема растворителя — гептана методом газовой хроматографии. Тем же методом был определен избыточный изобарно-изотермический потенциал смешения для смесей разных составов (рис. V. 4). Как видно, максимум несовместимости соответствует 50%-ному содержанию ПЭГА. Эти данные указывают на необходимость учета еще одной особенности межфазных явлений в полимерных смесях — возможности (вследствие [c.201]

В развитии теории поверхностных слоев значительное место принадлежит работам Л. Н. Фрумкина, исследовавшего влияние различных веществ на форму так называемой электрокапиллярной кривой, характеризующей изменение поверхностного натяжения ртути (в капиллярном электрометре) под влиянием сообщаемого ртути заряда. Фрумкин показал И928), что эти изменения можно приписать ориентации молекул в поверхностном слое. Дальнейшие исследования Фрумкина привели к созданию новой области науки — электрохимии капиллярных явлений. В частности исследования краевых углов смачивания, измеряемых на пузырьках водорода, прилипающих к поверхности ртути в водных растворах, при разных величинах скачка потенциала показали, что смачиваемость и адсорбционная способность металлических поверхностей могут тонко регулироваться их электрической поляризацией и адсорбцией ионов, что привело к теории катодного обезжиривания металлических поверхностей. —Прим. ред. [c.67]

Показано [129, 130], что краевой угол смачивания электролитом поверхности электрода зависит от потенциала последнего и, соответственно, от целого ряда условий иротекания элек-трохи.мического процесса. Поэтому размер пузырьков сильно зависпт от значений электрохимического потенциала и [c.67]