Смачивание заряд поверхности

Влияние на смачивание заряда поверхности. Влияние электро-капиллярных явлений на смачивание металлов растворами электролитов. зависит от толщины слоя, адсорбированного на границе раздела металл (ртуть) —пузырек. В связи с этим проводились измерения краевого угла в зависимости от потенциала нормального каломельного электрода в водных растворах фенола, нормального амилового спирта, гептилового спирта и других реагентов (толуидина, крезола) [c.194]

Знак заряда коллоидных частиц золей можно определить методом электрофореза (см. работу 57), а для окрашенных золей — методом капиллярного анализа. В основе такого определения лежит зависимость адсорбируемого золя от знака заряда поверхности адсорбента, например фильтровальной бумаги. При смачивании последней водой под действием сил поверхностного натяжения вода поднимается по капиллярам бумаги. При этом стенки капилляров заряжаются отрицательно, а граничащая с ними вода — положительно. Если вместо воды взять гидрозоль, то его заряженные коллоидные частицы смогут передвигаться вверх по полоске мокрой бумаги только в том случае, когда они заряжены отрицательно (одноименно со стенками капилляров). Положительно заряженные частицы будут притягиваться отрицательным зарядом стенок капилляров и оседать на них. [c.189]

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]

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]

Таким образом, можно сформулировать условия, ведущие к изменению смачивания водой твердых поверхностей. Влиять на вид изотерм П(й) смачивающих пленок воды можно в основном за счет двух эффектов — зарядовых (Ш) и структурных (Ш). Молекулярные силы, зависящие от спектральных характеристик воды и твердой подложки, мало чувствительны к составу водного раствора, температуре и заряду поверхностей. Поэтому для данной твердой подложки значения Пт практически постоянны. Влиять на структурные силы можно посредством трех факторов повышением концентрации электролита и температуры, что ведет к уменьшению структурного отталкивания, а также путем адсорбции молекул ПАВ, что изменяет характер взаимодействия молекул воды с твердой поверхностью. Ухудшение смачивания, необходимое для повышения эффективности флотации, достигается обычно путем адсорбции ионогенных ПАВ. При этом важно, чтобы ПАВ избирательно адсорбировалось на одной из поверхностей пленки, придавая ей заряд, обратный по знаку заряду другой поверхности. В этом случае возникают силы электростатического притяжения (ПеСО), что сдвигает изотерму в область П<0. Адсорбция ПАВ может приводить одновременно и к гидрофобизации твер- [c.217]

При адсорбции ионов и создании двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц гидрофиль-ность поверхности возрастает в результате собственной гидратации попов и влияния зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды так, например, возрастает смачивание заряженной поверхности ртути. Однако в этом случае гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при наступлении коагуляции коллоидов электролитами не препятствуют процессам слипания частиц. Поэтому в типично лиофобных золях (Аи, Ag, 8, АззЗз и др.) сразу после перехода порога коагуляции наблюдается помутнение раствора, изменение цвета, выпадение осадка и другие проявления коагуляции. [c.145]

Эмульсии Пикеринга устойчивы лишь по отношению к коалесценции, когда заряд твердых частиц недостаточен для появления барьера отталкивания против флокуляции их коалесценция достигается добавлением ПАВ, которые не являются стабилизаторами и одновременно сильно уменьшают краевой угол смачивания твердой поверхности одной из жидких фаз. Поэтому твердые частицы переходят с межфазной границы в объем и капли могут объединяться. Вероятно, особый случай структурномеханического барьера, обусловленного капельками микроэмульсий, наблюдала Никитина [232, 233]. Его возникновение связано с турбулентным массообменом через межфазную границу, причем направление переноса вещества определяло тип эмульсий. Разрушение последних проводилось обычными способами. [c.116]

Процессы смачивания металлических поверхностей электролитами, играющие большую роль в развитии коррозии, а также процессы обезжиривания, широко применяемые в технологии противокоррозионной защиты, тоже зависят от строения двойного ионного слоя. Смачивание оказывается наименьшим при потенциале нулевого заряда. Изменением потенциала металла в отрицательную или положительную сторону можно изменить смачиваемость поверхности. Метод катодного обезжиривания металлов использует эффект воздействия поля двойного ионного слоя на адсорбционные процессы. Изменение скачка потенциала в диффузной части двойного слоя с помощью поверхностно-активных веществ, облегчающее адсорбцию органических катионов, и комбинированная защита металлов с помощью катодной поляризации и ингибиторов в ряде случаев связаны с -изменением потенциала нулевого заряда. [c.127]

I 29. СМАЧИВАНИЕ И ЗАРЯД ПОВЕРХНОСТИ [c.192]

Измеряя краевой угол смачивания, Б. Н. Кабанов показал, что д изменяется с потенциалом ф по кривой, близкой к электрокапиллярной, причем О = А макс при ф = ф (0). Это указывает на то, что около точки нулевого заряда поверхность электрода смачивается хуже, чем при значительной отрицательной или положительной поляризации. В точке нулевого заряда жидкость вытесняется с поверхности электрода, и пузырек становится более плоским. [c.369]

Влияние магнитной обработки воды на степень смачивания ею твердых поверхностей обусловлено изменением характера взаимодействия молекул воды друг с другом (о чем говорилось выше), приводящим к оттягиванию молекул воды от поверхности, а также изменением адсорбции на ней отдельных ионов, изменяющих заряд поверхности 1111. [c.49]

Для проверки различных представлений об адсорбции органических веществ на поверхности платины существенное значение имеет знание потенциала точки нулевого заряда фн.з,- В литературе для определения фн.з. платиновых металлов были использованы следующие методы непосредственное определение величины заряда поверхности по изменению концентрации водородных ионов (I) определение потенциала, при котором величины адсорбции анионов и катионов, выраженные в электрических единицах, делаются равными(II) определение отклонения платиновой нити в электрическом поле(III) определение зависимости работы, затрачиваемой при сближении двух скрещенных нитей до соприкосновения, от потенциала (IV) определение потенциала, соответствующего максимальному краевому углу смачивания (V). Последний метод является грубо приближенным. Методы I и II были применены также для определения точки нулевого заряда родиевого электрода. Некоторые результаты, полученные этими методами, приведены в табл. 18. Как видно из таблицы, данные различных методов удовлетворительно согласуются между собой. При минимальной специфической адсорбции фн.з—0,11—0,19 в для платины и —0,04 в для родия. Эти величины смещаются в сторону более отрицательных значений при адсорбции анионов С1" и Вг и в сторону более положительных значений при адсорбции иона [c.292]

Однако дело осложняется тем, что фильтровальная бумага и ряд других фильтровальных материалов при смачивании водой приобретают поверхностный отрицательный заряд. По этой причине коллоиды катионного типа, т. е. несущие на поверхности гранул положительный заряд, при фильтровании сквозь фильтровальную бумагу коагулируют и отлагаются на ней, что может вести к весьма значительным потерям дисперсной фазы. Коллоиды анионного типа, несущие на гранулах отрицательный заряд, подвергается меньшим опасностям и принципиально могут считаться фильтруемыми. Все же в ряде случаев приходится считаться с тем, что зольные компоненты фильтровальной бумаги, особенно Fe +, Са +, Mg +, могут вызывать коагуляцию анионных коллоидов и в большей или меньшей степени обусловливать их задержку на бумаге. По-видимому, именно с этой причиной связаны существенные потери [c.188]

Поляризуемость атомов и одноатомных ионов, составляющих поверхностные слои твердого тела (типа керамики), возрастает с увеличением числа электронов на внешней электронной оболочке. Одновременно изменяется равновесие положения частиц в поверхностном слое. Часть катионов несколько смещается внутрь материала, и поверхность приобретает заряд. Таким образом кристаллохимические свойства склеиваемого материала (как и частицы связующего, наполнителя и новообразований) и электронное строение катионов влияют на смачиваемость и адгезию. С этих позиций повышение полярности материала должно, видимо, увеличивать адгезию. Следует учитывать, что начальная адгезия (смачивание — прилипание с помощью жидкости) в неорганических клеях заменяется последующими прочными адгезионными контактами. [c.39]

Образующиеся пыль или/и капельки влаги в воздухе, как правило, содержат на своей поверхности слой адсорбированного воздуха и большее или меньшее количество микроорганизмов Газовая оболочка предохраняет частицы от смачивания Такие частицы представляют собой дисперсную фазу аэрозоля, устойчивость которой зависит от размеров (величины) частиц, их электрического заряда и поверхностной энергии Необходимо помнить, что в случае нахождения на частицах аэрозоля микробных клеток, то их отрицательный электрический заряд будет привносить свою [c.247]

Смачивание оказывается наихудшим при потенциале нулевого заряда. Изменением потенциала металла в отрицательную или положительную сторону можно изменить смачиваемость поверхности. Методы катодного обезжиривания металлов как раз и основаны на этом принципе воздействия поля двойного ионного слоя на адсорбционные процессы. [c.24]

Влияние различного по величине заряда поверхностей на краевые углы водных растворов исследовалось во многих работах. Так, Оттевил с сотр. [13, 14] показали, что максимальные значения краевых углов при смачивании поверхности иодистого серебра раствором KJ 4- AgNOg достигаются при pAg = 5,4 + 0,2, что отвечает изоэлектрической точке, когда отсутствуют силы электростатического отталкивания. Экспериментально обнаружен рост краевого угла водных растворов КС1 (с ионной силой 0,01 моль/л) на кварце пра снижении pH и приближении к изоэлектрической точке [15]. Пше-ницын и Русанов 16J наблюдали максимальные значения краевых углов капель воды на свежеобразованной поверхности ионных кристаллов при нулевом заряде поверхности. Все эти зависимости краевых углов от состава и концентрации иойных водных растворов могут быть качественно объяснены в рамках теории смачивания Фрумкина—Дерягина изменением сил электростатического взаимодействия поверхностей пленки, приводящим к изменению вида изотерм расклинивающего давления П К) смачивающих пленок. [c.365]

Далее, дифференцируя уравнение Юнга по концентрации раствора с и потенциалу поверхности ф и учитывая, что поверхностная энергия не-смоченной поверхности не зависит от с и ф, получаем уравнение Гиббса Г = ( /RT)- doild ) и уравнение Липпмана q = дш дс, где со = а os 0 — работа смачивания единицы поверхности раствором, q — заряд поверхности. [c.215]

Процесс воспламенения зависит от времени контакта капли окислителя с твердой нове )хностью горючего к и времени химической реакции, задержки воспламенения т. Если т к (например, для С1Ез и амино-вого горючего), то нри контакте капля мгновенно реагирует. Для химически менсо активных топлив т, интенсивное смачивание твердой поверхности резко замедляет воспламенение. В любом случае, однако, для процесса воспламенения систем жидкость—твердотопливный заряд реакции на поверхности играют ббльшую роль, чем в газовом объеме. Пламя появляется в зоне наиболее активного химического взаимодействия, обычно в удаленной от головки части камеры, а затем распространяется к соплу и головке по всей поверхности порохового заряда [14]. [c.86]

На увеличении смачиваемости при поляризации основаны также технические способы катодного и анодного обезжиривания металлов, широко применяемые в металлообрабатывающей промышленности. Обезжирпвание металлов производится прп подготовке поверхности металла к процессам электрохимического покрытия металлами и к некоторым процессам обработки поверхности металлов. Катодному обезжириванию способствует попадание пузырьков водорода на границу между слоем масла и раствором гидростатическое поднятие пузырька вместе с некоторым количеством масла, к которому он прилип, приводит к дополнительному очищению поверхности металла [18]. Можно показать, что в случае неполного смачивания, т. е. нри существовании конечного краевого угла, устойчивыми являются либо относительно толстые слои жидкости между твердой и газообразной фазой, либо очень тонкий слой молекулярных размеров. Слои промежуточной толщины неустойчивы. Прп приближении пузырька к поверхности твердого тела, находящейся под раствором, слой раствора между поверхностью и пузырьком сначала постепенно утоньшается, пока не приходит в неустойчивое состояние после этого слой разрывается, что и приводит к прилипанию иузырька. Существенное значение имеет, таким образом, кинетика процесса прилипания. Наблюдения над прилипанием пузырьков к поверхности ртути показали, что чем меньше концентрация электролита и чем больше заряд поверхности, тем медленнее прилипает пузырек [21]. Стабилизирующее действие заряда двойного слоя на пленку воды вызвано в основном электрическим отталкиванием ионов двойного слоя от свободной поверхности воды, препятствующим ее утопьшепию. При больших зарядах границы электрод — раствор толщина равновесной пленки раствора между электродом и пузырьком может достигать нескольких сотен ангстрем [22]. [c.23]

Несомненный интерес представляет влияние электростатического заряда на растекание. В настоящее время известно, что электрический заряд поверхности оказывает влияние на взаимодействие тела с жидкой средой. В частности, установлено [48], что электризация поверхности полимеров оказывает существенное влияние на угол смачивания (рис. 2.17). Это влияние проявляется даже через пленку покрытия. Так, при изучении растекания жидкости по поверхности пленки иолихлоропрено-вого каучука, нанесенной на различные подложки (кожу, дерево, ПС, ПЭ, ПВХ), электростатический заряд которых был индуцирован трением, оказалось [49], что растекание жидкости существенно зависит от типа подложки, что авторы объяснили поляризуемостью нанесенной пленки каучука и ее влиянием на смачивание. Улуч-щение смачивания заряженных поверхностей имеет несомненный практический интерес. В частности, описано [50] применение этого эффекта для ускорения пропитки пористых материалов (стеклослюдобумажных лент) при производстве электрической изоляции. Как следует из приведенных в [50] данных, электрическое поле резко повышает скорость пропитки (рис. 2.18) продолжительность пропитки эпоксидным компаундом сокращается вдвое. [c.86]

Переходя к классификации областей применения поверхностноактивных веществ, следовало бы в качестве основы ее принять те практически важные эффекты, которые вызывают эти вещества, как, например, смачивание, моющее действие, эмульгирование, защитноколлоидное и суспендирующее действие и т. д. Однако такая классификация имеет ряд недостатков, связанных прежде всего с тем, что во многих случаях применения поверхностноактивных веществ существенным оказывается не какое-либо одно из этих свойств, а их комплекс, например смачивающее и эмульгирующее действие одновременно. С другой стороны, иногда для проведения того или иного технологического процесса важно использовать только одно и притом более специального характера свойство поверхностноактивного вещества, например его способность улучшать процесс замасливания (смягчения) текстильных волокон. Наконец, в ряде случаев возможность использования поверхностноактивных веществ основывается не на указанных свойствах, а, например, на способности изменять знак заряда поверхности при адсорбции ионов. На этом, в частности, основано применение катионактивных моющих средств для закрепления матирующих пигментов на тканях или их использование для повышения прочности окраски при субстантивном крашении. Другой недостаток такой классификации заключается в том, что при этом приходится объединять в одну группу различные, часто ничего общего друг с другом не имеющие отрасли промышленности. Так, например, эффективные пенообразователи используются д.тя образования пены в составах для огнетушителей и в косметических средствах (шампунях). [c.398]

При адсорбции ионов и создании двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц гидрофильность поверхности возрастает в результате собственной гидратации ионов и влияния зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Так, например, возрастает смачивание заряженной поверхиости ртути. В этом случае гидратные слои полностью зависят от иоипых взаимодействий и при наступлении коагуляции коллоидов электролитами не препятствуют процессам слипания частиц. Если же поверхность коллоидных частиц сама является гидрофильной или способна к образованию молекулярных сольватных слоев, коллоидные частицы могут сохраниться в состоянии золя даже нри переходе порога коагуляции. Так, папример, высокоочищеи-ные золи кремнекислоты или AlgOg могут сохраниться в растворе даже при падении электрофоретической подвижности ( -потенциала) почти до пуля. [c.244]

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]

Соотношение между т. н. з. для неорганических твердых оксидов и их теплотой смачивания в воде оказывается линейным. Эти наблюдения были выполнены Хили и Фурстенау [187], которые объяснили такое поведение систем напряженностью электростатического поля, определяющей адсорбцию и диссоциацию воды на поверхности твердых оксидов. Точка нулевого заряда была измерена в капилляре из прозрачного кварцевого стекла и оказалась равной 2,5 0,2 [188]. Это значение не обязательно должно соответствовать т. н. з. для коллоидных кремнеземов [c.913]

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]

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]

Показанс, что первый тип зависимости обусловлен влиянием ПАВ на смачивание частиц, первый участок (подъем) зависимости второго типа — действием ПАВ как электролита, второй участок (спад) — гидрофилизацией поверхности частиц, третий — обнаруженным выделением ВМ ПАВ в виде новой микроскопической фазы. В случае ионогенных ПАВ верхняя экстремальная точка на кривых зависимости второго типа соответствует перезарядке, поэтому дальнейшее повышение их концентрации увеличивает противоположный заряд частиц. Зависимость третьего типа (понижение прочности контакта) также обусловлена гидрофилизацией частиц, а повышение соответствует началу мицеллообразования, однако он не велик, так как одновременно возрастает заряд частиц, который ослабляет прочность контакта последних в отличие от механизма действия ПАВ по второму типу зависимости в данном случае перезарядка не происходит и заряд частиц быстро увеличивается после минимальной экстремальной точки. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология