Межфазная граница поверхность

Уравнения Гиббса, Генри, Ленгмюра и Шишковского по экспериментальным данным о поверхностном натяжении растворов позволяют рассчитать следующие величины и характеристики адсорбцию ПАВ на межфазной границе раствор — воздух и раствор — твердый адсорбент толщину адсорбционного слоя линейные размеры молекул ПАВ предельную адсорбцию поверхностного мономолекулярного слоя удельную поверхность твердого адсорбента, катализатора, а также исследовать свойства поверхностных пленок. [c.39]

Низкомолекулярные и высокомолекулярные ПАВ по-разному заполняют межфазную поверхность, на которой они адсорбируются. Низкомолекулярные ПАВ на границе вода — органическая жидкость располагаются в виде частокола (рис. 4.1, а) из вертикально поставленных молекул — гидрофильная голова , обозначенная кружочком, находится в воде, а гидрофобный хвост — в органической жидкости. Для высокомолекулярных ПАВ нельзя предложить такую же простую геометрическую модель их расположения на межфазной границе, так как оно существенно зависит от концентрации ПАВ в адсорбционном слое. При малой концентрации ПАВ молекулы расположены горизонтально (рис. 4.1, б). При повышении концентрации ПАВ ориентация молекул, так же, как и у низкомолекулярных ПАВ, стремится к вертикальной 13, 78]. [c.60]

Различают три механизма образования двойных электрических слоев 1) поверхностная диссоциация функциональных групп, 2) адсорбция ионов электролитов и 3) ориентирование полярных молекул на межфазной границе. В результате указанных взаимодействий поверхность со стороны одной фазы заряжается положительно, а со стороны другой—отрицательно. [c.77]

Между металлом и внешним пространством возникает градиент потенциала, стремящийся задержать эмиссию электронов. В конечном счете устанавливается равновесное состояние, при котором, однако, металл притягивает электроны внешнего пространства к своей поверхности, а последние отталкивают электроны металла от поверхности вглубь металла. В итоге в поверхностных слоях металла образуется избыток положительных ионов и создается двойной электрический слой по обе стороны межфазной границы. [c.184]

Как показали дальнейшие исследования, электрокинетические явления тесно связаны со свойствами поверхности и структурой двойного электрического слоя на межфазной границе. Вследствие той важной роли, которую они играют в коллоидных системах, их рассмотрению посвящена отдельная глава. В этой главе будут изложены и основные представления в области электрохимии двойного слоя, возникшие в большой степени в результате исследования электрокинетических явлений. [c.134]

Каждая фаза обладает определенными индивидуальными свойствами и, следовательно, между фазами должна существовать межфазная граница — поверхность раздела, переход через которую от одной фазы к другой сопровождается резким скачкообразным изменением свойств. Каждую отдельную фазу условно можно рассмат- [c.191]

Наряду с плотностью и растворимостью имеются и другие свойства, которые могут быть точно измерены и выражены в числовых значениях. Таким свойством является точка правления — температура, при которой кристаллическое вещество превращается в жидкость. Подобные же свойства электропроводность и теплопроводность. В то же время вещества обладают и такими интересными физическими свойствами, которые по своей природе не столь просты. Одно такого рода свойство — ковкость вещества из вещества, обладающего этим свойством, можно выковать тонкие листы. Подобным же свойством является пластичность, чем больше пластичность вещества, тем легче из него вытянуть проволоку. Твердость представляет собой аналогичное свойство принято считать, что одно вещество мягче другого, если при помощи второго вещества можно нанести царапины на первом однако эта проба дает лишь качественные данные о твердости. (Вопрос о твердости рассмотрен в разд. 7.1). Цвет вещества относится к важным физическим свойствам. Интересно отметить, что видимый цвет вещества зависит от степени его измельчения при большем измельчении цвет частиц становится более светлым, поскольку расстояние, на которое проникает свет, прежде чем отразиться вя межфазной границы (поверхности), сокращается с уменьшением размеров частиц. [c.18]

Основная задача теории состоит в определении степени затухания и коэффициентов турбулентного обмена вблизи межфазной поверхности, и без решения этой задачи невозможно создать точные аналитические методы расчета процес- сов турбулентного обмена. Величина п является функцией пульсационного поля скоростей вблизи межфазной границы. Поэтому для определения п необходимо знать детальную картину течения внутри вязкого подслоя. [c.177]

Обсуждаются [14] возможности управления проницаемостью полимерных мембран за счет модификации поверхности мембранной матрицы веществом иной природы. Повышение газопроницаемости модифицированной мембраны является следствием изменения механизма сорбции на межфазной границе и реализацией в этой области режима неравновесного массопереноса. Коэффициенты диффузии растворенного газа в матрице мембраны (вдали от границ) остаются неизменными при поверхностной модификации. [c.113]

Массоперенос эмульгатора, вызванный адсорбцией на поверхности капель, снижает но убыль концентрации является незначительной до тех пор, пока эмульгатор проявляет тенденцию к диффузии через межфазную границу раздела. [c.285]

Способность ПАВ при адсорбции на поверхности раздела фаз радикально изменять ее свойства и тем самым влиять на многие важные свойства дисперсных систем может быть существенно различной в зависимости от химической природы и строения граничащих фаз и молекул ПАВ, от условий их применения. Следуя классификации Ребиндера [38], можно выделить 4 группы ПАВ по физико-химическому механизму их воздействия на межфазную границу и дисперсную систему в целом [c.69]

П. Вещества, поверхностно-активные на границах раздела конденсированных фаз (твердое тело - жидкость, жидкость -жидкость). ПАВ этой группы (так называемые диспергаторы), в условиях сильного понижения поверхностного натяжения на межфазной границе, содействуют развитию новых поверхностей раздела фаз в процессах разрушения, диспергирования и обработки твердых тел и эмульгирования жидкостей. [c.69]

Естественно, что влияние пор, как элементов свободной поверхности, простирается на ограниченную область металла, соизмеримую с диаметром поры. Поэтому, чем меньше перегородки между порами, тем большая область поврежденных фаниц должна испытывать влияние пор. Разрушение наступает, когда размер перегородок между порами близок к диаметру поры. Одновременно ускорение диффузии приводит и к возрастанию скорости образования о-фазы, а следовательно, объемной доли межфазных границ. Это, в свою очередь, облегчает развитие пористости [23, 52]. [c.319]

Как показали результаты лабораторных опытов, положительное действие ПАВ определяется их адсорбцией на межфазных границах раствор ПАВ—нефть и раствор ПАВ—поверхность породы, вследствие чего снижается межфазное натяжение на границе нефти с водой и изменяется характер смачиваемости поверхности породы-коллектора. [c.102]

Связь между изменением поверхностного натяжения и изменением заряда межфазной границы может быть получена термодинамическим путем. С этой целью удобно характеризовать заряженный компонент (например, ионы, которые адсорбируются на межфазной поверхности) его электрохимическим потенциалом [х. Если ограничиться случаем, когда этот компонент находится только на межфазной границе, то произведение цйп (п — количество заряженного компонента в молях или грамм-ионах) будет равно электростатической работе заряжания единицы площади поверхности при адсорбции на ней йп молей заряженного компонента, несущих электрический заряд ск/. Эту электрическую работу можно, очевидно, представить как где ф — электрический потенциал поверхности, так что [c.99]

Здесь a — радиус межфазной границы (поверхности частицы, капли или пузырька) индекс а внизу соответствует параметра.м на межфазной границе г = а п — радиус рассматриваемой области или ячейки гь = оо соответствует дпсиерсноь частице в бесконечной среде), причем rgb = Vb, г,(, == О, Wia = 0 соответствуют капле или твердой частице, в которых отсутствует движение rgb = О, г,ь = Гь соответствуют пузырьку, когда необходимо привлечь уравнение радиа.чьпого движения жидкости типа уравнения Рэлея — Ламба, которое для случая г,ь = Гь = °° имеет вид (см. (1.3.13)) [c.179]

Артор не совсем точно излагает основные концепции, лежащие в основе модели Кинга, а также выводы в отношении характера зависимости от В а, вытекающие из нее. В основу модели положена возможность одновременного действия двух механизмов переноса вещества от свободной поверхности вглубь жидкости в турбулентном потоке. Один из них соответствует постепенному затуханию коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Этот механизм Кинг считает относящимся к вихрям сравнительно небольшого масштаба. Другой механизм связан с обновлением поверхности сравнительно крупными вихрями (их размер должен быть больше толщины слоя, в котором происходит затухание по первому механизму и где соответственно происходит основное изменение концентрации). Таким образом, модель Кинга, по существу, включает представления теорий пограничного диффузионного слоя (см. выше) и обновления поверхности (см. ниже). Что касается возможного характера зависимости от О а, то на основании собственных экспериментальных данных, полученных в ячейке с мешалкой и в насадочной колонне и анализа результатов, полученных другими исследователями, Кинг приходит к выводу о более узком интервале практически возможного изменения показателя степени при Оа от 0,5 до 0,75. Прим. пер. [c.102]

D а V i е S J. Т., hem. Eng. Progr., 62, № 9, 89 (1966). Обновление межфазной поверхности (и возникновение турбулентности у межфазной границы) в процессе массопередачи. [c.280]

Значимость фактора неоднородности суш,ественно повышается, когда катализатор полпкрпсталличен. Обычно это пористые тела, состояш ие пз большого числа отдельных гранул. Часто прп этом они двух- и трехфазны. Последнее справедливо для всех нанесенных и смешанных катализаторов, которых на практике большинство. При этом многообразие физико-химического происхождения источников неоднородностей значительно возрастает за счет появления межкристаллитных п межфазных границ, твердых растворов и промежуточных фаз. Различия в доступности и в кривизне поверхности в порах и капиллярах различных размеров являются дополнительными источниками макронеоднородностей. [c.12]

Некоторыми исследователями сделан вывод о возможности стабилизации эмульсий ненасыщенными слоями стабилизатора, представляющими собой подобие двумерного газа из ориентированных дифильных молекул. Ненасыиденность таких слоев, имеющая место и в латексных системах дала повод в данном случае усомниться в стабилизирующем действии структурно-механического фактора, тем более, что проведенные измерения не показали наличия структурной и даже просто повышенной вязкости оболочек из поверхностно-активных веществ на межфазной границе. Кроме того, показано, что стабильные эмульсии могут быть получены при помощи эмульгаторов (некаль, триэтаноламин), заведомо не способных давать механически прочные адсорбционные пленки. И, наконец, если бы устойчивость эмульсий обуславливалась только структурно-механическим фактором, невозможно было бы наблюдаемое в ряде экспериментов соблюдение известного правила электролитной коагуляции Шульце—Гарди. С. М. Леви и О. К. Смирновым обнаружено отсутствие в широких пределах связи между длиной углеводородного радикала молекулы эмульгатора и стабильностью коллоидной системы, что также говорит против объяснения устойчивости эмульсий только образованием на поверхности глобул механически прочного адсорбционного слоя. [c.12]

С. А. Недужему, отрыв капель масла в воду происходит тогда, когда захлопывается кавитационный пузырек в воде вблизи межфазной границы. В развитие этой идеи предполагается, что дробление дисперсной фазы происходит струями к центру захлопывающегося пузырька, однако количественная оценка отсутствует. Б. Г. Новицкий [18] объясняет процесс эмульгирования в звуковом поле флотационным действием кавитационных пузырьков, перемещающихся поступательно через границу раздела фаз и увлекающих на своей поверхности дисперсную фазу непосредственно эмульгирование обусловлено высокими градиентами скоростей микротечений около пузырьков. На приведенных кинограммах не указаны пространственно-временные масштабы, а выведенные уравнения получены при многочисленных произвольных допущениях. [c.122]

Скоростная неравномерность фаз приводит (дуга 12) к появлению поверхностной диффузии (ПОВД), в результате которой по-верхностно-активное веш ество (ПАВ) сдувается к корме дви-жуш егося включения, создавая (дуга 52) тем самым неравномерность распределения ПАВ по поверхности включения (эффект Анав)- Эффект Апав вносит существенный вклад (дуга 13) в неравномерность поверхностного натяжения межфазной границы [c.28]

Эмульсии относятся к микрогетерогенным системам, частицы которых видны в обычный оптический микроскоп, а коллоидные растворы принадлежат к ультрамикрогетерогенным системам, их частицы не видны в обычный микроскоп. Хотя по своей природе эти системы близки, но физико-химические их свойства различны и зависят в значительной степени от дисперсности. При образовании эмульсии образуется огромная поверхность дисперсной фазы. Так, количество глобул воды в одном литре 1%-ной высокодисперсной эмульсии исчисляется триллионами, а общая межфазная площадь поверхности — десятками квадратных метров. На такой огромной межфазной поверхности может адсорбироваться большое количество веществ, стабилизирующих эмульсию. В процессе образования эмульсии на хщспергирование жидкости затрачивается определенная работа и на поверхности раздела фаз концентрируется свободная поверхностная энергия — избыток энергии, содержащейся в поверхностном слое (на границе двух соприкасающихся фаз). Энергия, затраченная на образование единицы межфазной поверхности, называется межфазным поверхностным натяжением. Удельная поверхностная энергия измеряется работой изотермического и обратимого процесса образования единицы поверхности поверхностного слоя и обозначается а. [c.15]

В условиях избирательного смачивания твердой поверхности нефтью и водой порфирины играют большую роль, определяя поведение нефти, содержащей их на межфазных границах. Это оп-четливо видно при изучении кинетики избирательного смачивания бензольными растворами асфальтенов твердой поверхности. Для исследования были выбраны асфальтены с различным содержанием в них порфиринов. Величину избирательного смачивания оценивали по краевому углу, измеряемому проекционным методом. В кювету с дистиллированной водой помещают полированную, тщательно очищенную пластину исследуемого материала. Шприц, снабженный иглой с загнутым кончиком, заполняют исследуемой углеводородной жидкостью, каплю которой выдавливают в воде [c.165]

Скорость образования кристаллических зародышей из жидкости нри данном переохлаждении (а также скорость образования капель жидкости из пара и т.д.) зависит от присутствия посторонних твердых или растворенных примесей. Эти примеси (пылинки, ионы) служат центрами кристаллизации поэтому в присутствии примесей для появления кристаллических зародышей из жидкости (или из. пара) требуется меньшее переохлаждение. Растворенные поверхностно-активные вещества даже в небольшой концентрации также способствуют появлению кристаллических зародышей при меньшем переохлаждении жидкости. Поверхностно-активные вещества, адсорбируясь на вновь образованной поверхности зародышей кристаллов, уменьшают поверхностное натяжение на межфазной границе кристалл-жидкость. Согласно уравнению (VIII, 253) снижение поверх- [c.379]

В зависимости от знака перед (частиц дисперсной фазы. Поскольку реальные с стемы полидисперсны, то частички с различными радиусами будут вс 1лывать или осаждаться в течение неодинакового времени. Всплывание или осаждение частиц дисперсной фазы приводит к изменен1 ям дисиерсности НДС, появляется поверхность вплоть до полного разделен я макрофа . Граница (поверхность), отделяющая исходную новую фазы, называется межфазной поверхностью (слоем). [c.69]

Показаны особенности фазовых переходов и адгезии в сложных высокомолекулярных системах. Изложены результаты экспериментов, проведенных на кафедре технологии полимерных материалов УТИС и в лаборатории новых материалов и методов ИПНХП АН РБ по изучению влияния хаоса компонентного состава на хара1гге-ристики фазовых переходов в многокомпонентных высокомолекулярных системах. Предложена модель адгезии на межфазной границе раствор полимера - субстрат как расширение двумерного поверхностного газа в поле межмолекулярных сил поверхности субстрата. Показана адекватность этой модели для адгезии растворов и гелей полимеров и сложных многокомпонентных адгезивов на металлических и полимерных субстратах. [c.4]

При формировании адсорбционно-сольватного слоя из жидкой фазы необходимо, чтобы энергия ММВ соединений, переходящих в слой, значительно превосходила энергию ММВ среды. Согласно правилу выравнивания полярностей Ребиндера, в слое концентрируется вещество, обладающее полярностью, промежуточной между полярностями веществ в ядре и дисперсионной среде раздела фаз. Так, на границе фаз асфальтены — парафины ароматические углеводороды хорошо взаимодействуют с поверхностью ядер ССЕ. Па следующих стадиях происходит рост размеров ССЕ. При достижении необходимой разности плотностей между исходной фазой и ССЕ, последние начинают перемещаться ио системе и формируют межфазный слой — поверхность разрыва — границы разделяющей фазы (подсистемы) со схожими свойствами. Поверхность разрыва представляет собой переходный слой— реальный объект, обладающий объемом. Внутри межфазного слоя в результате его разрушения происходит непрерывное изменение свойств от характерных для дисперсной системы до свойств новой фазы. В зависимости от степени искривления иоверхности ядер ССЕ различают макрогете-рогенные (плоская поверхность) и микрогетерогенные (искривленная поверхность) системы. По мере перехода от макро-гетерогенных систем к микрогетерогенным существенно увеличивается поверхность раздела и роль поверхностных явлений. При увеличении размеров коллоидных частиц происходит уменьшение их межфазной поверхности, в результате часть со- [c.123]

Специфическая адсорбция газовых ионов на частицах аэрозолей значительно осложняет оценку зарядов частиц. Она характерна для частиц, имеющих химическое сродство к газовым нонам, или для систем, в которых межфазный потенциал возникает еще при их образовании. Электрический потенциал на межфазной границе может возннкнуть прн условии резко выраженного различия полярных свойств среды и дисперсной фазы. Примером могут служить аэрозоли воды илп снега ориентация молекул воды на поверхности частиц по оценке А. И. Фрумкина обусловливает электрический потенциал около 0,25 В и их положительный заряд. Электрический заряд на частицах может возникнуть и в процессе диспергирования (баллоэлектризацин) полярных веществ, когда частицы, отрываясь, захватывают заряд с поверхности макротела. Химическое сродство частиц к нонам и возникший потенциал на межфазной границе приводят к тому, что частицы аэрозоля неодинаково адсорбируют противоположно заряженные ионы, и средний их заряд в системе отличен от нуля. Опытным путем установлено, что частицы аэрозолей металлов и их оксидов обычно приобретают отрицательный заряд, а неметаллы и их оксиды заряжаются, как правило, положительно. [c.228]

Связь между межфазным поверхностным натяжением и электрическим потенциалом поверхности выражается уравнениями Липпмана (1.23) и (1.24). Зависимость поверхностного натяжения от электрического потенциала называют электрокапиллярной кривой. Для межфазной границы ртуть — раствор электрокапиллярные кривые получают обычно с помощью капиллярного электрометра. Используя уравнения Липпмана, по электрокапиллярной кривой можно рассчитать плотность за )яда на поверхности ртути, диф([)ерепциальную емкостр. двойного электрического слоя для определенного состава раствора и определить точку нулевого заряда (т. н.з.), т. е. то значение потенциала, при котором плотность поверхностного заряда qs — 0, а а имеет максимальное значение. [c.27]

Сольватная оболочка вокруг дисперсной частицы асфальтенов формируется из полярных соединений нефти, которые энергетически выгодным образом, ориентируясь на поверхности частицы асфальтЬнов, уравнивают полярность частицы и дисперсионной среды. В формировании сольватной оболочки определяющую роль играют молекулы смол и других гетероатомных соединений. Сольватная оболочка, снижая поверхностное натяжение между частицей и средой, обеспечивает агрегативную устойчивость диспергированных частиц асфальтенов. Межфазная граница стано- [c.25]

Учитывая существенную Сфуктурную неоднородность, данные металлографического и рентгеноструктурного анализов можно описать кинетику разрушения печных труб следующим образом. Процессу разрушения предшествует формирование структурной неоднородности образуются отдельные участки с выделениями ст-фазы. Причиной возникновения такой неоднородности являются проведение паровоздушного выжига, влекущего за собой резкое увелгпение температуры стенки трубы за счет неравномерного интенсивного отложения кокса на внутренней поверхности стенки. Образование ст-фазы приводит к формированию межфазных границ, которые являются предпочтительным местом 5арождения пор. Образование пористости, в свою очередь, резко интенсифицирует диффузионные процессы, главным ооразом по межфазным границам [51]. Пору [c.316]

Гетерогенные системы отличаются от гомогенных тем, что в них существуют межфазные границы. Свойства вещества и распределение компонентов в тонком слое, примыкающем к межфазной границе, отличаются от их объемных значений. Эти особенности влияют на общие свойства какой-либо системы тем сильнее, чем больше ее межфазная поверхность. В недиспергированных гетерогенных системах их влияние очень слабое, так как толщина слоя, обладающего особыми свойствами, чрезвычайно лала. При диспергировании фаз оно возрастает вследствие сильного увеличения их поверхности, приобретая исключительное значение в коллоидных системах. [c.74]

Состояние вещества около межфазной границы отличается от его состояния внутри фазы. Любая молекула, которая находится вблизи межфазной поверхности, взаимодействует как со своими соседями в той же фазе, так и с молекулами, образующими другую фазу. Поскольку величина межмолекулярных сил зависит от вида молекул и от расстояния между ними, в общем случае силы, с которыми молекула притягивается к каждой из двух фаз, отличаются друг от друга. Например, в простейшем случае однокомпонентной системы жидкость/газ молекулы, которые находятся вблизи поверхности, в конечном итоге притягиваются к жидкости, так как притяжение к газовой фазе, имеющей малую плотность, пренебрежимо мало. [c.75]

Наши предыдущие рассуждения имеют одну существенную неточность. Мы сказали, что состояние молекул у межфазной поверхности отличается от их состояния внутри фазы, не уточнив, о каких расстояниях от поверхности идет речь. Такое уточнение затруднено тем обстоятельством, что состояние молекул изменяется при приближении к поверхности постепенно. Однако межмолеку-лярные силы уменьшаются обратно прогюрционально высокой (обычно седьмой) степени расстояния, и на расстоянии порядка нескольких молекулярных диаметров они практически равны нулю. Это дает основание полагать, что состояние, характерное для объема, устанавливается на очень малых расстояниях от межфазной поверхности. Следовательно, во всех случаях, когда 10В0рптся о фазах, основная часть вещества которых достаточно удалена от поверхности, можно принять, что каждая фаза состоит из двух частей одна из них характеризуется объемными , а другая — поверхностными свойствами. Разумеется, такое разграничение довольно схематично, если учесть, что свойства поверхностного слоя сильно изменяются с расстоянием от граничной поверхности. Кроме того, к поверхностному слою трудно приложимо само понятие межфазной границы как некой математической плоскости, по- [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология