Смачивание как мера адсорбции

На рис. 56 представлены данные об изменении краевого угла смачивания 0 капли нефти на поверхности металла при адсорбции водорастворимого катионоактивного ПАВ — катапина А. По характеру кривой можно заключить, что по мере заполнения поверхности адсорбированными молекулами, способными химически фиксироваться на твердом теле, краевой угол смачивания увеличивается, что свидетельствует о гидрофобизации поверхности. [c.124]

Смачивание как мера адсорбции. По значению краевого угла можно судить не только о чистоте поверхности, но и измерять адсорбции жидкости или паров на смачиваемой поверхности. [c.187]

Жидкостно-адсорбционная молекулярная хроматография в ее приближающемся к равновесному варианте основана на различии в константах равновесия системы раствор — адсорбент для разных компонентов раствора. Даже при полном разделении компонентов смеси при прохождении данного компонента через слой адсорбента в колонне раствор содержит по крайней мере два вещества компонент анализируемой смеси и растворитель. Таким образом, теория равновесной жидкостно-адсорбционной хроматографии должна основываться на теории адсорбции из бинарных [1 —16] и более сложных [1, 4, 17, 18] жидких растворов. Эта теория разработана еще недостаточно и носит чисто термодинамический характер. Поэтому коэффициенты активности компонентов раствора в адсорбированном состоянии и константы равновесия определяются из самих экспериментальных изотерм адсорбции. Константы равновесия при упрощенных представлениях о структуре адсорбционного слоя могут быть определены через разности работ смачивания чистыми жидкими компонентами, которые, в свою очередь, могут быть найдены из разности работ насыщения адсорбента парами чистых жидких компонентов и их поверхностных натяжений. Однако все это ограничивает возможности расчета и делает его неточным. [c.205]

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]

Л. Г. Гурвич 1 рассматривает адсорбцию как проявление физико-химической силы притяжения между молекулами. За меру этой силы Л. Г. Гурвич принимает теплоту смачивания последняя зависит от природы жидкости и адсорбента. При одном и том же адсорбенте больше всего выделяют тепла вещества с двойными связями, за ними соединения, содержащие кислород, азот и серу, меньше всего тепла выделяют алканы и цикланы. Среднее место занимают ароматические углеводороды. Иллюстрацией тому служат следующие данные Л. Г. Гурвича о теплоте адсорбции разных растворителей на поверхности алюмосиликатного адсорбента. [c.145]

Установленная связь между адсорбцией и смачиванием делает измерение теплот смачивания твердых тел жидкостями одним из наиболее плодотворных способов изучения взаимодействия иа границе раздела твердое тело — пар. На первый взгляд это кажется парадоксальным, однако прямые калориметрические измерения Qx (интегральных теплот смачивания) методически проще и надежнее, чем измерения Qa, они применимы даже тогда, когда измерения Qa затруднены и позволяют исследовать энергетическую неоднородность твердых поверхностей, их среднюю полярность, закономерности адсорбции из растворов и т. д. Современные калориметры, снабженные термисторами, позволяют измерять Qx с точностью до 0,04 Дж. Изучая смачивание чистого твердого тела и образцов, на которых предварительно адсорбировано вещество, можно построить кривые зависимости Qx от степени заполнения поверхности. Обычно значения Qx положительны и по мере заполнения поверхности уменьшаются, поскольку вначале смачиваются наиболее активные участки. Анализ этих кривых позволяет найти количественное распределение активных центров по энергиям. [c.114]

Данное традиционное описание типов изотерм целесообразно дополнить некоторыми замечаниями. При приближении к Р° вслед за почти горизонтальным участком изотермы I типа нередко наблюдается заметный подъем. Вообще говоря, эта изотерма обычно наблюдается при хемосорбции адсорбата при давлениях значительно ниже P . Изотермы II и III типа приближаются к линии Р° асимптотически. Такие изотермы экспериментально наблюдаются при адсорбции на порошках, и тенденция к неограниченному утолщению адсорбированной пленки отражает процесс капиллярной конденсации в пространстве между частицами [33] (см. гл. VII, разд. VI1-4Д). При полном смачивании адсорбента жидким адсорбатом такие изотермы можно ожидать и в случае адсорбции на плоской поверхности. Изотермы IV и V типов, как правило, характерны для пористых тел. Целесообразно ввести еще по меньшей мере два дополнительных типа изотерм адсорбции, изображенных на рис. XIV-8. Оба типа возможны при адсорбции на плоской поверхности при условии, что жидкий объемный адсорбат образует на поверхности конечный краевой угол [35]. [c.451]

Закономерности изменения теплот смачивания по мере заполнения поверхности аналогичны закономерностям изменения теплоты адсорбции (см. рис. 11.10). Чем больше смачивающей жидкости, тем отрицательные значения меньше для дифференциальной и больше для интегральной теплоты смачивания. В пределе, когда избыточное количество жидкости уже не взаимодействует с поверхностью, дифференциальная теплота смачивания равна нулю, а интегральная — полной теплоте смачивания. При малых количествах жидкости, пока вся эквипотенциальная поверхность не покрыта монослоем, дифференциальная теплота сохраняет постоянное значение. Абсолютное значение теплоты смачивания реальных твердых тел, поверхность которых не является эквипотенциальной, снижается с момента нанесения первых порций жидкости, так как с жидкостью взаимодействуют прежде всего наиболее активные участки поверхности. [c.91]

Поскольку теплота адсорбции или непосредственно теплота смачивания (Л/ постоянна) является линейной функцией дипольного момента смачивающей жидкости, можно определить среднее электростатическое поле поверхности рутила. Если различия в теплотах смачивания, показанные на рис. 3, связаны с взаимодействием между постоянным диполем х и электростатическим поле.м диэлектрика, то угол наклона прямой на рис. 3 является мерой среднего электростатического поля согласно уравнению [c.314]

К числу веществ, характеризующихся особенно сильным и устойчивым понижением при адсорбции на поверхностях их смачиваемости водой, относятся кремнийорганические полисилоксановые полимеры. Эти соединения являются поверхностно-активными, состоящими из полярных силоксановых группировок Si — О и неполярных углеводородных радикалов. Полисилоксаны, как и другие поверхностно-активные вещества, адсорбируясь на поверхности гидрофильного твердого тела, обращаются к нему своими полярными группами. Эта ориентация может быть усилена (в случае кремнийорганических соединений почти всегда) за счет химического взаимодействия полярных групп адсорбата с полярными группами адсорбента. Гидрофобные углеводородные радикалы при такой ориентированной адсорбции оказываются, как уже отмечалось, ориентированными наружу так, что адсорбционный слой напоминает собой щетку. Благодаря этому гидрофильное ранее твердое тело, покрытое гидрофобной щеткой , становится более гидрофобным и тем больше, чем выше концентрация адсорбированного вещества. По мере увеличения последней краевой угол воды на данной поверхности может дойти до 90° и даже стать тупым. Кроме того, на поверхностях, покрытых гидрофобизующим ориентированным адсорбционным слоем, резко увеличивается гистерезис смачивЗния, что еще больше понижает смачивание таких поверхностей водой. [c.22]

Таким образом, влияние ПАВ на смачивание определяется в значительной мере физико-химическими закономерностями адсорбции ПАВ из растворов на поверхностях раздела фаз, участвующих в смачивании. [c.165]

Совершенно иначе проявляется эффективность смачивающего действия тех же ПАВ при контакте с тканью. В результате адсорбции ПАВ на развитой поверхности волокон по мере пропитки ткани его концентрация в растворе убывает, поэтому восстановление концентрации в адсорбционном слое замедляется. Соответственно наиболее эффективными смачивателями в этих условиях оказались снова ДБ и аэрозоль ОТ, которые снижают краевой угол практически до нуля и обеспечивают полную пропитку ткани. Резко отличаются от них по своему влиянию на смачивание суль-фонол и ОП-10 (рис. .15). У растворов ДБ полное смачивание ткани достигается при концентрации с л 0,6% (масс.) (кривая 2). Для растворов ОП-10 полное смачивание вообще не реализуется. Аналогично очень слабое влияние растворов аэрозоля ОТ на смачивание парафина сменяется высоко эффективным действием при пропитке ткани растворами того же ПАВ [332]. [c.202]

Значение образования поперечных мостиков показано весьма схематично на рис. 17.2. Другие важные процессы склеивания — это смачивание и хемосорбция (со стороны металла), а также адсорбция или взаимодиффузия, которая, вероятно, происходит на границе (по крайней мере, в некоторой степени). [c.341]

Как видно из этих рисунков, по мере замещения натрия в цеолитах типа NaA па калий адсорбция иаров воды снижается (рис. 1), снижаются и величины тенлот смачивания (рис. 2). Аналогичная картина наблюдалась и для натрий-рубидиевых цеолитов. По-иному ведут себя образцы, содержащие ионы лития, кальция, кобальта, никеля и магния. По мере замещения натрия в цеолите на эти катионы адсорбция паров воды растет, увеличиваются также и теплоты смачивания водой (рис. 2 и 3). [c.148]

Однако исследования теплот смачивания растворами [20] и адсорбции из растворов [21—23] показали, во-первых, что адсорбция одного и того же вещества может быть положительной как на специфическом, так и на неспецифическом адсорбентах при подходящем растворителе (неполярном для первого случая и полярном для второго). Такие изотермы адсорбции сопоставлены на рис. 11.1 [24], построенном по данным работ [22, 23]. Во-вторых, было показано, что по мере [c.207]

Лиофильность и лиофобность характеризуют способность молекул, находящихся на поверхности, к межмолекулярному взаимодействию с жидкостью. Сильное взаимодействие с жидкостью соответствует лиофильной поверхности слабое взаимодействие — лиофобной поверхности. В случае взаимодействия с водой (наиболее практически важном) говорят о гидрофильности и гидрофобности поверхности. Количественной мерой гидрофильности и гидрофобности может служить энергия взаимодействия воды с поверхностью твердого тела, которую в ряде случаев можно определить по теплоте адсорбции, смачивания и другими способами. Гидрофиль-ность и гид -фо С ность поверхности можно также оценить по величине угла смачивания воды (в). Для предельно гидрофильных поверхностей вода растекается по поверхности в 0°). При полном отсутствии межмолекулярных взаимодействий воды с поверхностью угол смачивания воды составлял бы 156° [51]. Однако, поскольку интенсивность межмолекулярных дисперсионных взаимодействий на границе раздела фаз никогда не равна нулю, экспериментальные значения угла смачивания несколько ниже. Так, максимальный наблюдаемый угол смачивания воды на гладких поверхностях составляет в 120 4- 125°. Для шероховатых поверхностей возможны и более высокие значения угла (вплоть до 180°). Смачивание шероховатых поверхностей определяется, главным образом, не химией, а топографией поверхности. [c.262]

Лиофобные дисперсии являются системами неравновесными и неустойчивыми (за счет избытка свободной поверхностной энергии). Величина АОпов = оЗуд является мерой неустойчивости лиофобной дисперсии и зависит от дисперсности (определяющей удельную поверхность 5уд) и межфазного натяжения 0. В свою очередь величина ст определяется сродством среды (или ее компонентов) и полимера, т. е. процессами смачивания и адсорбции, в результате которых меняется и природа дисперсии вплоть до изменения числа фаз в системе (при переходе от дисперсии к раствору). Поэтому самопроизвольные процессы, протекающие в лио-фобных дисперсиях и связанные с понижением свободной энергии, происходят либо в направлении уменьшения ст (смачивание и адсорбция), либо в направлении понижения дисперсности. Понижение дисперсности (агрегация частиц) может протекать двояко [c.143]

При адсорбции лигносульфоната кальция цементом в некоторой мере нарушается ориентация молекул связанной воды на цементных частицах и облегчается их смачивание свободной водой (гидрофилизация). При этом силы взаимного сцепления частиц вяжужего вещества на некоторый период ослабевают. Поэтому при перемешивании и укладке бетонной смеси, содержащей добавку сульфитно-спиртовой барды, облегчается перемещение частиц вяжущего вещества по отношению друг к другу, и тем самым достигается улучшение пластичности смеси, даже если при ее изготовлении было взято пониженное количество воды. [c.168]

Для всех случаев, когда ПАВ вводится непосредственно в жидкую фазу, контактирующую с твердой поверхностью, характерен резко выраженный гистерезис смачивания уменьшение (или увеличение при хемосорбции) краевого угла происходит постепенно, по мере того как на новых поверхностях, покрываемых жидкой фазой, успевает происходить адсорбция ПАВ. Особенно существенна роль кинетики адсорбции и диффузии ПАВ при управлении с помощью ПАВ капиллярной пропиткой в этом случае, по данным Чураева, впитывающийся в капилляры раствор быстро обедняется ПАВ из-за адсорбции на стенках капилляров, так что скорость процесса пропитки может лимитироваться диффузионным подводом ПАВ из объема раствора к менискам в порах. [c.107]

Лиофильность способствует хорошему смачиванию и образованию однородной пасты. Мерой для количественного определения лиофильности по отношению к поверхности основы при взаимодействии со связующими служат величины краевого угла смачивания, адсорбционной способности и теплоты смачивания. Так, более высокая лиофильность связующих достигается ка поверхкостк антрацитов к тощих углей, меньшая — на поверхности шероховатых и мало метаморфизированньсх углей. После смачивания твердых мелкодисперс-ньге частиц связующих происходит адсорбция его составных частей на поверхности частиц. [c.130]

Осложнения возникают, если один или несколько параметров уравнения (10) или (12) систематически изменяются в процессе хроматографического разделения. Часто причиной является перегрузка колонки веществом или изменение набивки и степени смачивания по длине колонки, изменения температуры, расслоение комбинированной жидкой фазы, изменения скорости протекания, неравномерность распределения вещества по сечению и зависимость поглотительной способности неподвижной фазы от концентрации. При тщательном проведении зксперимента и соответствующем выборе условий опыта можно исключить все упомянутые источники ошибок, кроме последнего. Постоянство же козффициентов распределения и адсорбции К ) является идеальным случаем, который часто имеет место (особенно при адсорбции) лишь в области малых и очень малых концентраций. Для большинства веществ сродство к твердой неподвижной фазе уменьшается с ростом концентрации уже задолго до достижения состояния насыщения изотермы адсорбции при этом обычно изогнуты в сторону оси концентрации. В случае распределительных изотерм возможно искривление в сторону как одной, так и другой оси. Это явление объясняется, как правило, процессами ассоциации. Так как константа распределения вещества в хроматографической колонке охватывает все значения между О и некоторым максимумом, искривление изотермы неизбежно. Если, например, ПК уменьшается с ростом концентрацйн, то максимум зоны имеет тенденцию перегонять фронт зоны, в результате чего образуется асимметричное распределение с резким фронтом и более или менее вытянутым хвостом. Последний возникает из-за того, что скорость перемещения в заднем конце зоны уменьшается с уменьшением концентрации в той же мере, что и К. Хвост кончается в том месте, где К становится постоянным. Это, часто обременительное, явление имеет место в принципе только при изменении условий хроматографического разделения. Соответствующий градиент концентрации в подвижной фазе может, например, это все возрастающее влияние усилить до такой степени, что зтот эффект будет в точности компенсировать уменьшение кривизны изотермы. Такая специальная методика носит название градиентного злюирования [32]. [c.101]

При выборе связующего, помимо доступности и экономических соображений, необходимо учитывать реологические показатели, а также лиофильность, адгезию по отношению к углеродной основе. Лиофильность способствует хорошему смачиванию и образованию однородной пасты. Мерой для количественного определения лиофильности по отношению к поверхности основы при взаимодействии со связующими служат величины краевого угла смачивания, адсорбционной способности и теплоты смачивания Так, более высокая лиофильность связующих достигается на поверхности антрацитов и углей марки Т, меньшая — на поверхности шероховатых и малометаморфизированных углей. После смачивания твердых мелкодисперсных частиц связующих происходит адсорбция его составных частей на поверхности частиц. [c.610]

Поскольку теоретически возможно образование адгезионной связи между полимерной матрицей и наполнителем за счет физической адсорбции, более прочной, чем когезионная прочность полимера, большое внимание уделялось анализу процессов смачивания поверхности наполнителей жидкими связующими. К сожалению, в реальных условиях поверхность стекла и других наполнителей обычно покрыта по крайней мере монослоем адсорбированной воды или загрязнений, что затрудняет достижение полного смачивания. Некоторые исследователи уверены, что если связующее совмещать с волокнами в момент их формирования, необходи- [c.45]

Рассмотрим теперь влияние ПАВ на избирательное смачивание гидрофобных твердых тел. Будем считать, что твердая поверхность однородна, т. е. состоит только из гидрофобных участков (такое допущение справедливо, например, по отношению к тальку, сере и некоторым другим абсолютно гидрофобным веществам). Адсорбция ПАВ из водных растворов в соответствии с правилом уравнивания полярностей в таких системах должна происходить в первую очередь на поверхности раздела фаз твердое тело — вода. Вместе с тем должна происходить адсорбция ПАВ и на поверхности раздела вода — масло. Молекулы ПАВ в адсорбционном слое на гидрофобной твердой поверхности ориентированы углеводородными цепями в сторону подложки, а полярными группами — в сторону воды. По мере увеличения концентрации ПАВ в водном растворе растет удельная адсорбция на границе твердое тело — вода и поверхность подложки становится менее гидрофобной. В результате гидрофилизации подложки может произойти инверсия смачивания переход от несмачивания твердой поверхности водой к смачиванию (см. рис. V. 1, кривая 5). Таким образом, при избирательном смачивании гидрофобных твердых тел при увеличении концентрации ПАВ в водном растворе равновесные краевые углы должны уменьшаться, т. е. dQold <1 0. [c.172]

При смачивании чистой жидкостью Г = О, Стшг = и уравнение (V. 13) принимает вид os Во = 2а — 1. Таким образом, при одновременной адсорбции молекул растворителя и ПАВ мерой смачивающей способности может служить коэффициент к. [c.179]

По Л. Г. Гурвичу1= теплота смачивания адсорбента растворителем является мерой взаимодействия между молекулами растворителя и поверхностью адсорбента и характеризует способность молекул растворителя вытеснять адсорбированное растворенное, вещество с поверхности адсорбента. Поэтому величина адсорбции растворенного вещества будет наименьшей из того растворителя, который обладает наибольшей теплотой смачивания. Однако это наблюдается не всегда. Так, например, флоридин (природный силикат магния и алюминия) и уголь по отношению к воде и ацетону обладают почти одинаковой теплотой смачивания, но растворимые вещества они адсорбируют из водного раствора сильнее, чем из ацетонового раствора. [c.30]

Смотреть страницы где упоминается термин Смачивание как мера адсорбции: [c.126] [c.302] [c.564] [c.38] [c.349] [c.84] [c.232] [c.302] [c.161] [c.349] [c.349] [c.419] [c.420] [c.421] [c.36] [c.286] [c.533] [c.533] [c.35] [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология