Гистерезис оводнения

Оводнение и высыхание гелей. Гистерезис [c.372]

Капиллярная конденсация играет большую роль в объяснении явления так называемого гистерезиса оводнения и обезвоживания в неэластичных гелях, к которому мы обратимся значительно позднее. [c.75]

Процесс оводнения неэластичных гелей интересен тем, что он сопровождается своеобразным явлением, получившим название гистерезиса оводнения и обезвоживания. Гистерезис в широком смысле означает О, По явление, состоящее в задержке (отставании) какого-либо процесса по сравнению с другим, обратным ему, процессом. Графически гистерезис выражается несовпадением кривых, прямого и обратного процессов. Существо гистерезиса заключается или в необратимых изменениях, происходящих в системе во время прямого процесса, или же, чаще всего, в весьма большой длительности срока установления в системе равновесного состояния, т. е. во влиянии фактора времени. Больше всего явление гистерезиса свойственно коллоидным системам, в частности растворам высокомолекулярных соединений, для которых особенно большую роль играет фактор времени. Кстати, с этим явлением мы уже встречались, например в так называемом сорбционном гистерезисе, который заключается в задержке поглощенного при абсорбции или адсорбции вещества в случае обратного процесса—десорбции (десорбция идет гораздо медленнее, чем сорбция). [c.190]

Капиллярная конденсация имеет очень большое значение для объяснения явления так называемого гистерезиса оводнения и обезвоживания в неэластичных гелях, который будет рассматриваться несколько позднее. [c.433]

При высушивании оводненного геля (при температурах ниже 150°) упругость пара соответственно падает по мере удаления воды, вначале из широких, затем из все более узких капилляров, но на стадии удаления адсорбционных слоев кривая проходит ниже, чем при оводнении (рис. 75, кривая /). Это расхождение кривых прямого и обратного процессов называется гистерезисом в данном случае Хок объясняет наличие гистерезисной петли изменением капиллярной структуры при высушивании, а Песков и Прейс — различием условий смачивания при наличии, соответственно, воздуха или воды на стенках капилляров. Внешне гель с пустыми или частично заполненными капил- [c.199]

Явление гистерезиса свойственно не только гелям, но и эластичным студням при их высыхании н оводнении во влажной атмосфере. Исследование этого явления для крахмала было произведено А. В. Раковским. [c.190]

Необратимость (полная или частичная) процессов оводнения и обезвоживания при гистерезисе, очевидно, относится только к капиллярной воде и, надо полагать, находит свое объяснение в двух причинах. Первая связана со способностью капилляров, особенно самых узких, быстро уменьшать свой объем при обезвоживании (высыхании) и гораздо медленнее восстанавливать его при оводнении. Это явление, вероятно, имеет место в заключительной стадии—на участке между и ш. Вторая причина заключается в замедлении процесса вытеснения воздуха из капилляров, особенно узких, при оводнении, что, вероятно, проявляется также внутри гистерезисной петли. Обе причины должны приводить к запаздыванию процесса оводнения в сравнении с процессом обезвоживания. [c.192]

Интересно отметить, что целлюлоза при высушивании и оводнении также обнаруживает явление гистерезиса, что связано с ее пористой структурой и объясняется указанными двумя причинами. [c.192]

Гелеобразование для раствора желатины изучено полнее, чем гелеобразование в случаях какой-либо другой системы (обзор по этому вопросу см. 1б1). Вязкость и жесткость раствора могут быть измерены методом затухающих колебаний. Этим методом было найдено, что при медленном охлаждении 1 % -иого раствора желатины вязкость возрастает постепенно, жесткость же увеличивается внезапно по достижении определенной температуры. Как и начало геле-образоваиия при охлаждении, так и плавление геля при нагревании происходит внезапно. В действительности при нагревании равновесие устанавливается скорее, чем при охлаждении, так как большие молекулы принимают положения, необходимые для образования поперечных связей очень медленно, в то время как разрыв связей может происходить без какого-либо существенного изменения положения молекул. Гелеобразование может происходить при добавлении осадителя к раствору желатины. Эти изменения обратимы в том смысле, что растворение и гелеобразование могут происходить по мере повышения или понижения температуры или при изменении растворителя следует отметить, что обычно при этом наблюдается явление гистерезиса. Жесткость образовавшегося геля увеличивается во времени благодаря медленному образованию дополнительных поперечных связей, которое имеет место и без дальнейшего изменения температуры. Жесткость увеличивается с увеличением молекулярного веса и уменьшается с повышением температуры кроме того, она увеличивается пропорционально квадрату концентрации. Графически выраженная зависимость логарифма концентрации геля от обратной величины абсолютной температуры плавления представляет собой прямую линию в значительрюм интервале концентраций. Из этого соотношения можно вычислить молекулярные теплоты гелеобразования , равные 50—70 ккал моль. Точное значение этой величины еще не установлено, но существование теплот гелеобразования, несколько меньше указанных, было подтверждено калориметрическим методом. Оводнение геля желатины при соприкосновении с водой и его обезвоживание зависят от предыстории данного образца, в частности от той концентрации, при которой произошло образование геля, Очевидно, система образующихся поперечных связей определяется концентрацией желатины во время гелеобразования она изменяется очень медленгю при оводнении или обезвоживании при низких температурах в присутствии воды. С другой стороны, характеристика набухания, образовавшегося при дайной концентрации геля, может изменяться при набухании его в воде до различной концентрации и последующей усадке при осторожном нагревании примерно до 20°. Все эти свойства подтверждают наличие трехмерной сетчатой структуры, образованной из полимерных молекул за счет поперечных связей, обратимо распадающихся при нагревании или разбавлении, ио образующихся относительно медленно. [c.325]

Кривая обезвоживания мета-вольфрамовой кислоты также дает указания на существование твердых растворов и ступенчатость, правда, значительно менее резко выраженных, чем для всех прочих гетерополисоединений, изученных нами ранее. Это легко объяснить тем, что границы существований устойчивых кристаллогидратов этого соединения невелики и сама мета-вольфрамовая кислота малоустойчива. На кривой оводнения ступенчатость выражена отчетливо, но зато отсутствуют области существования твердых растворов явление гистерезиса у мета-вольфрамовой кислоты ясно выражено. Кривая оводнения мета-вольфрамовой кислоты имеет характер, свойственный кривым обычных кристаллогидратов. [c.50]

Название гистерезис происходит от греческого отстаю, запаздываю, и в общем смысле характеризует остаточные свойства тела, проявляющиеся при прекращении внешнего воздей--ствия. Следует отметить, что наблюдаются разнообразные случаи гистерезиса, например гистерезис вязкости, гистерезис оводнения и обезвоживания, сорбционный гистерезис и др. [c.197]

Поглощение жидкости благодаря капиллярной структуре геля происходит по законам капиллярной конденсации, т. е. по физическим законам. Отсюда следует, что хрупкие гели могут поглощать любую смачивающую их жидкость. Этот процесс сопровождается своеобразным явлением, получившим название гистерезиса оводнения и обезвоживания. Явление гистерезиса впервые было изучено на гелях 810г и РегОз и заключается оно в том, что в гелях при одинаковых условиях опыта процессы оводнения и обезвоживания осуществляются не [c.371]

Гистерезис оводнения и обезвоживания, впервые изученный и описанный Ван-Беммеленом (1888 г.) на гелях 0.2, РегОд и др., заключается в том, что в гелях при одинаковых условиях опыта два диаметрально противоположных процесса—оводнение и обезвоживание (высушивание)—идут не по одной и той же кривой, как того требует закон равновесия обратимых процессов, а по разным. Это явление легко понять из рассмотрения схематического хода изотерм оводнения и обезвоживания силикагеля на диаграмме p=f w) (рис. 44), где на оси ординат отложена упругость пара р в мм рт. ст. над оводненным гелем, а на оси абсцисс—степень оводнения геляг , например в граммах воды на I г ксерогеля. [c.190]

На рис. 45,6 в схематическом виде для раствора желатины представлена гистерезисная петля осмотического давления—AB DA, т. е. необратимый ход кривой P—f T) при быстрых изменениях температуры. При быстром нагревании от Ti до T a осмотическое давление нарастает сначала от точки А до точки D плавно и медленно, что отвечает отрезку ОЛ на рис. 45,а, а потом от точки D до точки С—весьма круто, подобно отрезку АВ на рис. 45,о. При быстром охлаждении от T a до падение осмотического давления идет по совершенно иной кривой СВА (отрезок этой кривой СВ аналогичен отрезку СВ на рис. 45,с). Таким образом, как и в случае гистерезиса оводнения и обезвоживания гистерезис осмотического давления заключается в несовпадении прямого и обратного процессов изменения осмотического давления с температурой. Явление это легко объясняется процессами дезагрегации (деструктурирования) и агрегации (структурирования) макромолекул растворенного полимера при быстром нагревании макромолекулы не успевают дезагрегироваться на большее число более мелких частиц и достичь равновесия при быстром же охлаждении, наоборот, система, пришедшая в равновесие, не успевает придти в новое равновесие путем агрегации и уменьшения числа частиц. Если бы нагревание и охлаждение вести крайне медленно, то значения Р должны были бы уложиться на прямой АС, т. е. пропорционально значениям абсолютнь Х температур, как того требует закон Гей-Люссака. Таким образом, нарушение обратимости процесса изменения осмотического давления в растворах высокомолекулярных соединений является только кажущимся, обязанным влиянию фактора времени, не учитываемого термодинамикой, а следовательно не противоречащим признанию этих растворов за истинные. [c.197]

Замещение влаги на стенках некоторых капилляров адсорбированными газами затрудняет смачивание таких капилляров. В результате этого диаметр поверхности воды в капилляре уменьшается и давление пара при данном содержании воды соответственно понижается. Однако противоречащее вышеизлон енному поведение высушенного паром лигнита, не обнаруживающего явления гистерезиса, считается хорошим доказательством несостоятельности капиллярной теории, В процессе дальнейптего высушивания образовавшаяся коллоидная масса затвердевает, и по завершении дегидратации дальнейшей непрерывной усадки уже не происходит. Нельзя пренебрегать влиянием кислорода на поверхность угля. Явление гистерезиса обнаруживается вне зависимости от того, происходит ли обезвоживание или оводненио в присутствии воздуха или же в вакууме. [c.29]

Совершенно аналогично происходит оводнение и обезвоживание студней коллагена, желатины, целлюлозы и др. Здесь, как и для 8102, имеется область несовпадения кривых оводне-ния и обезвоживания — область гистерезиса. Для Ог были найдены данные обезвоживания и оводнения (табл. 92). [c.277]

Известно, что в результате обезвоживания образуется пар, давление которого меньше, чем при его оводнении при том же содержании влаги. Необратимость процесса сорбции и десорбции влаги при оводнении и сушке получило название гистерезиса сорбции. На это явление впервые обратил внимание ваковский, исследовавший сорбцию и десорбцию воды крахмалом. На рис. 52 представлена кинетика этого процесса. [c.156]

В общем поглощение и отдача воды произойдут необратимо по замкнутой ломаной кривой Л1С0В0Л1, что и называется гистерезисом. Если процесс оводнения начать с любой другой точки на кривой ЛоВо, например с точки Лг, то гистерезис выразится опять замкнутой кривой Л2С0В0Л2. Предельным случаем гистерезиса явится замкнутая кривая ЛоСоВоЛо, полу- [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология