Поверхностное натяжение равновесное значение

В работах [56, 70] отмечено, что состояние глобул нефти в поровом пространстве определяет критическое значение фильтрационных параметров, равное Др г/2а, здесь Др — перепад давлений г — радиус канала фильтрации а — поверхностное натяжение. При значениях Арг/2а ниже критических глобул нефть сохраняет равновесный размер и не может быть вытеснена из поры. Для эффективного вытеснения нефти необходимо превышение критического значения градиента давления или уменьшение поверхностного натяжения. Анализ уравнения Лапласа для глобулы нефти, содержащейся в единой поре, показал, что падение давления вдоль поры напрямую зависит от геометрии поры, поверхностного натяжения и фильности породы. [c.69]

Изменение поверхностного натяжения во времени, отражающее процесс формирования адсорбционного слоя на поверхности растворов ПАВ, можно изучать полустатичес-кими методами максимального давления в пузырьках, отрыва кольца и сталагмометрически. Для этого измеряют сг при различной скорости увеличения поверхности раздела, т. е. изменяя время образования пузырька или капли, время отрыва кольца, что етрудно осуществить экспериментально. В таком случае обнаруживается, что измеряемое значение а уменьшается по мере снижения скорости образования поверхности, стремясь к наименьшему равновесному (статическому) значению. Однако более удобными для указанной цели являются статические методы капиллярного поднятия и пластинки Вильгельми, при которых площадь поверхности раздела в ходе измерения остается постоянной. В случае метода втягивания пластинки применение электровесов, снабженных самописцем, позволяет осуществить непрерывную запись кривой кинетики поверхностного натяжения. [c.120]

Такие четырехкомпонентные микроэмульсионные системы, включающие мицеллообразующие ПАВ, обычное ПАВ (чаще всего это спирты С5—С12), углеводород и воду, а также пятикомпонентные системы, содержащие, помимо перечисленных веществ, электролиты, приобрели особое значение в последние годы в связи с проблемой повышения нефтеотдачи пластов, о которой говорилось в гл. П1. Тонкое регулирование полярности дисперсионной среды за счет изменения концентрации компонентов, длины цепи углеводорода и спирта и природы (гидрофильно-липофильного баланса) мицеллообразующего ПАВ позволяет в этих случаях получать как прямые, так и обратные микроэмульсии. Они могут находиться в равновесии с макрофазой — молекулярным раствором того же состава, что и состав дисперсной фазы микроэмульсии. Подобно случаю двухкомпонентных критических систем (см. 2), соответствующим подбором состава здесь удается получить микроэмульсии — обратные и прямые, равновесные друг с другом и, кроме того, с дисперсионной средой промежуточной полярности. Такие микроэмульсионные системы могут образовывать фазовую границу раздела с очень малым поверхностным натяжением как с водой, содержащей определенную концентрацию солей, так и с углеводородом. Для этого необходимо достижение такого баланса молекулярных взаимодействий в объемах и на границе фаз, когда ПАВ обнаруживает примерно одинаковую поверхностную активность при адсорбции на границе из обеих фаз водной и масляной. [c.235]

Одно из проявлений специфики свойств растворов белков — крайне медленное установление равновесного значения поверхностного натяжения растворов. Значение поверхностного натяжения становится равновесным лишь через несколько часов после приготовления раствора, поэтому не все методы могут быть использованы для определения величины а этих растворов [19]. Результаты измерения поверхностного натяжения, проведенные даже после продолжительного выдерживания растворов, не всегда можно рассматривать как полученные в условиях равновесного состояния [20]. Кинетика изменения величины а белковых растворов приведена на рис. 113. [c.197]

В динамических методах, когда работают с новообразованными поверхностями, равновесие не всегда успевает установиться. По этой причине динамические методы, которые во многих случаях быстрее и удобнее статических, не всегда дают равновесные значения поверхностного натяжения. Иногда измерение динамических неравновесных значений поверхностного натяжения представляет самостоятельный интерес, в частности при исследовании кинетики адсорбции. [c.116]

С позиции молекулярной физики свойства газов, жидкостей и твердых тел можно подразделить на две группы равновесные свойства (например, описываемые уравнением состояния, или описываемые коэффициентами поверхностного натяжения и Джоуля - Томсона) и неравновесные (такие, как вязкость, диффузия и теплопроводность). Выражение для всех макросвойств через молекулярные величины и межмолекулярные силы может быть получено из статистической механики, позволяющей также предсказать значения многих физических величин, для которых отсутствуют экспериментальные данные. [c.28]

Увеличение концентрации эмульсола в воде приводит к закономерному снижению поверхностного натяжения (а), однако равновесное значение устанавливается только через сутки после изготовления СОЖ, что связано с диффузией поверхностно-активных веществ (ПАВ) из масляной фазы в поверхностный водный слой. [c.150]

Откладывая на оси абсцисс равновесную концентрацию вещества, оставшуюся в водной фазе, а на оси ординат соответствующие ей значения поверхностного натяжения системы (01,2) и количество выделившейся воды в процентах (Д, %), получили для каждого гомологического ряда эфиров серию изотерм поверхностного натяжения и деэмульгирования. [c.143]

Пол у статическими называются методы определения поверхностного натяжения границы раздела фаз, возникающей и периодически обновляемой в процессе измерения (метод максимального давления пузырька и сталагмометрический метод), а также методы отрыва кольца и втягивания пластины. Эти методы позволяют определить равновесное значение поверхностного натяжения, если измерения проводятся в таких условиях, что время, в течение которого происходит формирование поверхности раздела, значительно больше времени установления равновесия в системе. [c.21]

Состояние двух равновесно существующих фаз, при достижении которого фазы становятся тождественным и по свойствам называется критическим состоянием. Критическое состояние характеризуется критическими значениями температуры, давления и удельного объема. Б критическом состоянии системы жидкость - пар удельные объемы жидкой и паровой фаз становятся одинаковыми, теплота ФП обращается в нуль, исчезает граница раздела фаз и поверхностное натяжение. Сжимаемость системы жидкость - пар очень велика, вследствие чего резко возрастают флуктуации плотности. В критическом состоянии появляются особые свойства вещества, например аномальное рассеяние света (критическая опалесценция) и возрастание теплоемкости. [c.20]

В качестве наиболее удовлетворяющего всем требованиям метода может быть рекомендован метод наибольшего давления пузырька. Применительно к измерениям поверхностного натяжения растворов этот метод разработан Ребиндером и в литературе описан достаточно подробно [4, 5]. Он позволяет относи тельно просто реализовать условия, обеспечивающие строгость и точность измерений. Его преимущество в том, что удобно проводить измерения с небольшим количеством жидкости в легко термостатируемом объеме, защищенном от загрязнений и испарения. Результаты измерений не зависят от условий смачивания, равновесные значения поверхностного натяжения получаются истинными. Все это делает метод особенно пригодным для измерения поверхностного натяжения растворов и на границе двух несмешивающихся жидкостей. Если прибор имеет хороший микрокран и систему тонких капилляров, регулирующих скорость нарастания давления, то можно легко достичь скорости образования одного пузырька за 1—3 мин, что вполне удовлетворяет условиям достижения равновесия. [c.13]

Угол 0 (рис. 1.8), образуемый поверхностью смачиваемого тела и плоскостью, касательной к поверхности капли в точке, расположенной на линии их соприкосновения, называется краевым углом смачивания. При полном смачивании он острый и приближается к нулю, а при полном несмачивании он тупой и стремится к 180 . В промежуточных ситуациях его значение лежит между О и 180 (0° < 6 < 180 ), т. е. зависит от степени смачивания. По этой причине английский физик Т. Юнг (1773—1829) в 1805 г. предложил использовать его в качестве меры смачивания. При равновесном смачивании угол 0 связан с поверхностными натяжениями жидкости Ода, смачиваемого тела а также поверхностным натяжением, действующим на границе между ними о, . т, уравнением Юнга [c.31]

Б. Полустатические методы основаны на рассмотрении условий равновесия между приложенной внешней силой, увеличивающей поверхность раздела, и противостоящей ей силой поверхностного натяжения (метод наибольшего давления газовых пузырьков или капель, метод отрыва кольца или рамки, метод взвешивания или счета капель). В ходе измерения а поверхность раздела непрерывно увеличивается с регулируемой скоростью, пока приложенная сила (например, сила отрыва кольца) не превысит действия поверхностного натяжения, стремящегося сократить поверхность. Поскольку формирование адсорбционного слоя протекает во времени, в случае мицеллообразующих (и особенно высокомолекулярных) ПАВ измеряемое значение а зависит от скорости образования новой поверхности. Чем медленнее производится образование поверхности (отрыв кольца, образование. капли), тем меньше, т. е. ближе к равновесной наименьшей величине, найденное значение а. При бесконечно медленной скорости образования поверхности методы дают равновесное (статическое) значение а. [c.88]

Поверхностное натяжение свежеобразованной поверхности чистых жидкостей или истинных растворов обычных низкомолекулярных веществ принимает равновесное значение практически мгновенно. В случае мицеллообразующих ПАВ (и высокомолекулярных соединений) наблюдается медленное снижение поверхностного натяжения во времени, причем для достижения равновесного значения сг может требоваться от нескольких часов до нескольких суток. Это явление известно как старение адсорбционных слоев. Типичные кривые кинетики поверхностного натяжения (для растворов додецилсульфата натрия) представлены на рис. 5 [6, с. 27]. Рисунок показывает, что поверхностное натяжение растворов различной концентрации медленно снижается во времени, достигая равновесного (статического) значения че- [c.30]

Поскольку понижение поверхностного натяжения обусловлено переходом молекул (ионов) ПАВ из объема в поверхностный слой раствора, то наблюдаемые закономерности достижения равновесного значения о указывают на малую (и убывающую во времени) скорость адсорбции. Формирование равновесного адсорбционного слоя происходит не мгновенно, а протекает во времени, следуя определенным кинетическим закономерностям. Изучению этого явления посвящено много работ, однако до настоящего времени не решен окончательно вопрос о механизме формирования равновесного адсорбционного слоя и факторах, контролирующих кинетику этого процесса. [c.31]

При г = оо От =о, т. е. поверхностное натяжение достигает равновесного (статического) значения. [c.34]

Мениск смачивающей жидкости контактирует при этом со смачивающей пленкой, равновесная толщина которой Ло определяется уравнением изотермы П(/г). Значение ко отвечает расклинивающему давлению, равному капиллярному давлению равновесного мениска По =. Ра . Между объемной частью мениска с постоянной (в пренебрежении силой тяжести) кривизной поверхности Ко = Рк1а (где о —поверхностное натяжение) и плоской смачивающей пленкой образуется переходная зона 2 (см. рис. 13.1), где действуют одновременно капиллярные силы, вызванные кривизной поверхности слоя жидкости, и поверхностные силы, связанные с дальнодействующпм полем подложки. В состоянии равновесия из условия постоянства давления во всех частях системы получим [c.211]

Содержание работы. Определяют поверхностную активность и адсорбционный потенциал ПАВ при адсорбции из воды и углеводорода на границе между ними. Для этого измеряют поверхностное натяжение на границе раздела вода-углеводород при равновесном распределении ПАВ между фазами. Определив равновесные концентрации ПАВ в каждой фазе, строят изотермы межфазного натяжения, находят О на каждой из фаз и рассчитывают соответствующие значения работы адсорбции. В качестве ПАВ используются жирные спирты. [c.114]

По полученным данным строят график зависимости поверхностного натяжения от времени. Находят наименьшее значение поверхностного натяжения, принимая его за равновесное (статическое). [c.122]

Установление равновесного значения поверхностного натяжения. Баланс молекулярных сил на вновь образованной поверхности индивидуальных жидкостей, а следовательно, и равновесное значение поверхностною натяжения устанавливаются практически мгновенно. На поверхности же растворов поверхностно-активных веществ должна установиться равновесная концентрация поверхностно-активного вещества, что осуществляется в результате диффузии. Поэтому, если молекулы поверхностно-активного вещества большие, медленно диффундирующие, например молекулы высших жирных кислот и их солей, равновесное значение поверхностного натяжения на границе раствор — воздух может устанавливаться довольно долго. [c.120]

Для измерения поверхностного натяжения индивидуальных жидкостей пригодны все методы, поскольку между результатами, полученными статическими и динамическими способами, нет заметной разницы. У растворов же результаты измерений о разными методами могут сильно отличаться из-за медленного установления равновесного распределения растворенных веществ между свеже-образованной поверхностью и объемом раствора. Это в особенности относится к растворам мицеллообразующих и высокомолекулярных ПАВ (белковые вещества, сапонины, высшие гомологи мыл). Получение в таких растворах равновесных значений поверхностного натяжения требует применения статических методов. Пригодны и некоторые из полустатических методов, например методы отрыва кольца, счета капель, наибольшего давления пузырьков и др. При простоте и удобстве работы эти методы дают вполне удовлетворительные результаты, если измерения проводят таким образом, что время формирования новой поверхности в виде капли является достаточным для установления концентрационного равновесия. В растворах низкомолекулярных ПАВ равновесные значения а обычно достигаются менее чем за минуту для растворов ПАВ более сложной структуры на установление равновесия может потребоваться до нескольких десятков минут в связи с медленной диффузией их молекул. Таким образом, для правильного выбора метода исследования необходимо учитывать кинетику установления равновесных, т. е. наименьших, значений поверхностного натяжения. [c.311]

При измерении сталагмометром поверхностного натяжения растворов эмульгаторов, смачивателей и моющих средств, имеющих большие молекулы, необходимо увеличивать время образования капли. В противном случае, если капля образуется быстро, на ее поверхности из-за медленной диффузии таких молекул не успевает установиться равновесное значение поверхностного натяжения. Для подобных растворов измерения проводят при различных, все уменьшающихся скоростях истечения, пока число капель не приобретет максимальное постоянное значение. Это значение и берут для расчета. [c.68]

Статические методы основаны на изучении устойчивого равновесного состояния, к которому самопроизвольно приходит изучаемая система это позволяет получать истинно равновесные значения поверхностного натяжения, что особенно важно при изучении растворов, для которых требуется время, иногда длительное, для установления равновесного состояния поверхностных слоев (см. с. 67), К числу статических относятся методы капиллярного поднятия, лежан ей и висящей капли (пузырька), вращающейся капли, уравновешивания пластинки и др. [c.37]

Так как приближение к границе устойчивости системы можно производить очень медленно, полустатические методы позволяют получать значения поверхностного натяжения, весьма близкие к равновесным. Однако при исследовании каждой новой системы необходим подбор оптимальной скорости приближения к равновесному состоянию, чтобы измерения не были чрезмерно длительными и вместе с тем обеспечивали получение близких к истинно равновесным результатов. Среди полустатических методов наиболее употребительны метод наибольшего давления, необходимого для образования в жидкости пузырька (или капли другой жидкости), метод отрыва кольца от поверхности жидкости и методы взвешивания и счета капель (сталагмометрия). [c.45]

В соответствии с уравнением (1,7) равновесное состояние капли зависит от краевого угла и поверхностного натяжения жидкости. Значения этих величин (сТшг и 0) определяются температурой, относительной влажностью воздуха, наличием вакуума и другими факторами, влияние которых рассмотрим более подробно. [c.81]

Если 0с — угол смачивания между твердым веществом и жидкостью, то составляющая поверхностного натяжения равна a os0o и уравнение (VI.25) изменится. Давление равновесной адсорбция Яа в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции Яд, так как десорбция в этом случае происходит из целиком заполненных капилляров, и угол смачивания равен нулю. В опыте необходимо провести адсорбци10 до относительного давления, равного единице, и десорбцию, а затем использовать для расчета десорбционную ветвь петли гистерезиса данной изотермы, т. к при этом не нужна поправка на угол смачивания. На рис. 131 изображены изотермы адсорбции и десорбции паров бензола на крупнопористом силикагеле. Каждая точка изотермы адсорбции дает значения адсорбированного количества бензола а и относительного давления пара Р/Рд. Умножая величину а на V, находят объем пор, а подставляя в уравнение Кельвина (VI. 25) соответствующее значение Я/Яо, получают гк. [c.301]

На практике наиболее часто используют статические или полуста-тические методы, позволяющие измерять равновесные значения поверхностного натяжения жидкостей. К статическим относятся методы капиллярного поднятия жидкости и висячей (лежащей) капли. Полу-статическими являются методы максимального давления в капле (пузырьке), отрыва кольца или пластины и сталагмометрический метод. [c.11]

ПЛОТНОСТЬ битумов при обычных температурах медленно растет во времени до какой-то постоянной величины [191, значения поверхностного натяжения для данных температур, приведенные в табл. 1.7, не соответствуют равновесным условиям. Филиппов [611 измерил поверхностное натяжение у многих битумов при равновесны.х условиях он нашел, что поверхностное натяжение и его темг1ерат рный коэффициент для разных битумов практичрски одинаковы, а полная поверхностная энергия их такая же, как и у парафиновых углеводородов. Из этого следует, что в условиях равновесия на поверхности преобладают СНз-группы. [c.59]

Уравнение Гиббса часто применяют для вычисления адсорбции на межфазных поверхностях эмульсий М/В. Благодаря значительной межфазной поверхности, эмульсии являются удобными системами для определения адсорбции посредством измерения падения концентрации эмульгирующего агента. Кокбейн (1954) успешно измерил поверхностные концентрации додецилсульфата натрия на межфазной поверхности эмульсии типа М/В и показал применимость уравнения Гиббса. Трудности возникают, когда замедляется достижение постоянного значения поверхностного или межфазного натяжения, например, в случае сильно разбавленных растворов, следов высоко поверхностно-активных примесей или при наличии макромолекул. Во-первых, все методы, связанные с увеличением межфазной поверхности — например, метод счета капель или метод дю Нуи — дают завышенные результаты (Педдэй и Расселл, 1960). Во-вторых, применение равновесной формулы к системе, поверхностное натяжение которой все еще медленно уменьшается (например, протеины), является сомнительным, так как скорость понижения а может быть [c.85]

Исследование равновесных значений краевых углов ряда жидкостей с известными величинами поверхностного натяжения на поверхности твердых тел, имеющих как высокую, так и низкую поверхностную энергию, были выполнены Циеманном с сотр. [3, 4]. Твердые вещества с высокой температурой плавления обычно обладают высокой свободной удельной поверхностной энергией (0,5— 5,0 Дж/м ), в то время как у мягких органических веществ с низкой температурой плавления свободная удельная поверхностная энергия [c.81]

Правило Антонова [1]. Если одна из жидкостей растекается по другой, то вначале процесс протекает достаточно быстро, так что толщина растекающегося слоя немного превышает толщину равновесного слоя. Если же растекание происходит медленно, так что обе жидкости успевают взаимно насытиться, то по мере того, как поверхность нижней жидкости В покрывается поверхностной пленкой жидкости Л и ее поверхностное натяжение уменьшается, коэффициент растекания также постепенно уменьшается. Пока коэффициент растекания положителен и сумма Оа + Оав меньше сгв, краевой угол остается равным нулю. Растекание прекращается, когда сгв = ста+сГав. В этот момент краевой угол остается все еще равным нулю. Однако при всяком дальнейшем уменьшении поверхностного натяжения нижней жидкости краевой угол должен принять отличное от нуля значение. [c.75]

При кристаллизации равновесную форму кристаллов можно изменить адсорбцией на их гранях поверхностно-активных примесей — модификаторов. Адсорбируясь на гранях с большим поверхностным натяжением, модификаторы понижают его до значений, более низких, чем малые поверхностные натяжения, существовавшие в кристалле на других гранях. Введением небольших добавок модификатора к раствору можно получить в равновесных условиях кристаллы поваренной соли октаэдрической формы и кристаллы квасцов кубической формы. Ребиндер и его сотрудники рассмотрели ряд общих вопросов модифицирования поверхностей твердых тел в процессе их кристаллизации с помощью добавок ПАВ. Семенченко с сотрудниками эксперим енталь-но исследовал поверхностную активность в жидких металлических растворах (расплавах) в связи с модифицированием металлов и сплавов. [c.35]

На монокристаллах разные грани обладают различной адсорбционной активностью, разными значениями поверхностного натяжения. Измерение в на твердых поверхностях осложнено тем, что, вследствие крайне медленной поверхностной диффузии при Т < 7 пл, практически нельзя изменять площади поверхности строго обратимо, в равновесных условиях (время жизни на месте велико при йысокой энергии связи твердых тел — см. табл. УП1.1). Вблизи Гпл тонкая металлическая проволочка укорачивается вследствие поверхностного натяжения, и, компенсируя эту силу нагрузкой, можно определить а (при деформации равной нулю). Так, для Си при 725 °С а=1370, а для Аи а = 1300 дин/см при 1000 °С. [c.137]

С помощью эллиптического отверстия образуют струю в форме эллиптического цилиндра под действием сил поверхностного натяжения, стремящихся придать струе форму цилиндра с круговым сечением, и инерционных сил устанавливаются поперечные колебания струи— большая и малая оси эллипса поочередно меняются местами. Теория, развитая Рэлеем, а затем Бором и Сатерлендом, позволяет связать длину волны на поверхности струи, определяемую экспериментально оптическими методами, с поверхностным натяжением жидкости. Сопоставление полученных таким образом значений поверхностного натяжения с результатами определения их статическими или полустати-ческими методами позволяет сделать выводы о скорости установления равновесной структуры поверхностных слоев, кинетике адсорбции и т. д. [c.41]

В соответствии с уравнением Лнпп-мана, зависимость поверхностного натяжения от разности потенциалов фаз — электрокапиллярная кривая — в чистых (не содержащих примесей поверхностноактивных веществ) растворах имеет максимум при определенном значении ср (рис. VII—22). Этот потенциал, соответствующий максимуму электрокапиллярной кривой, т. е. называется точкой нулевого заряда. Положение точки нулевого заряда определяется адсорбционной способностью ионов, присутствующих в растворе, а также дипольных молекул растворителя. В отсутствие приложенного извне потенциала, на границе с водой происходит преимущественная адсорбция ионов ртути Hg +, имеющихся в равновесном со ртутью растворе, и поверхность несет положительный заряд. Чтобы скомпенсировать его, надо приложить ф<0 поэтому потенциал точки нулевого заряда отрицателен. В катодной области (правее точки нулевого заряда, т. е. в области более отрицательных потенциалов) заряд поверхности обусловлен электронами, поступившими из внешней цепи в анодной области потенциал создается ионами ртути. [c.215]

В некоторых случаях, приближающихся к условиям образования лиофильных коллоидных систем, может происходить и самопроизвольное образование эмульсий ( самоэмульгирование жидкостей ). Это возможно, например, ес,ли на границе двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо в одной из соприкасающихся фаз, образуется сильно поверхностно-активное соединение. Протекающая в таких, существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить, как было показано А. А. Жуховицким, к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию (см. 2 гл. VUI). После завершения химической реакции образования на межфазной поверхности заметных количеств поверхностно-активного вещества его адсорбция по мере приближения к равновесным условиям падает, и поверхностное натяжение может снова возрасти выше критического значения Ос. Близкое по природе самопроизвольное эмульгирование, лежащее в основе эффективного способа получения устойчивых эмульсий, может осуществляться при использовании ПАВ, растворимого в обеих контактирующих жидкостях и в дисперсной фазе, и в дисперсионной среде. Если раствор такого ПАВ в веществе дисперсной фазы интенсивно перемешивать с чистой днсперсиоииой средой, то происходит перепое ПАВ через межфазную поверхность, имеющую малое поверхностное натяжение (рис. X—12) это вызывает турбулизацию поверхности и приводит к возникновению наряду с более крупными каплями эмульсии большого числа очень малых капелек микроэмульсии, оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.285]

Вывод уравнения Юнга (III.7) на o HOBie геометрического рассмотрения равновесия сил поверхностного натяжения часто считают нестрогим. Неоднократно высказывались сомнения, могут ли величиЕЫ гг г о тж и о жг рассматриваться как реальные силы, действующие на периметр смачивания. Более строго эта количественная связь между равновесной величиной краевого угла и значениями удельных свободных поверхностных энергий границ раздела фаз может быть получена при рассмотрении зависимости свободной энергии системы от формы капли постоянного объема. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология