Марангони—Гиббса

Применение эффекта Марангони — Гиббса к объяснению устойчивости эмульсии не является плодотворным, так как эффект Марангони возникает в неравновесных системах, а эмульсии, как правило, системы долгоживущие и равновесие в них устанавливается в начальные моменты образования. Эластичность же Гиббса наиболее сильно проявляется прн таких концентрациях ПАВ, при которых оно не является стабилизатором эмульсии. Эффектом Марангони — Гиббса может быть объяснена устойчивость толстых пленок, в то время как устойчивость эмульсии обусловлена свойствами тонких пленок. [c.84]

Другая возможная причина устойчивости таких слоев—эффект Марангони — Гиббса, состоящий в следующем. [c.167]

Экстремальная зависимость ценообразования от концентрации низкомолекулярных поверхностно-активных веществ может быть объяснена следующим образом. При больших концентрациях поверхностно-активного вещества, т. е. при предельном насыщении поверхностного слоя молекулами поверхностно-актив-ного вещества, градиент концентрации между поверхностным слоем и объемом раствора наименьший. Таким образом, растяжение поверхности пузырька или отток жидкости к углам в эффекте Марангони — Гиббса не приводит к значительному увеличению о, а следовательно, отсутствует сила, препятствующая утончению поверхностного слоя жидкости. Наоборот, при меньших концентрациях, когда поверхностный слой еще не является насыщенным и существует значительный градиент концентрации поверхностно-активного вещества между поверхностью и объемом жидкости, отток жидкости приводит к более резкому возрастанию о на поверхности раздела пузырек — раствор, а следовательно, появляется сила, препятствующая такому оттеканию. [c.169]

Если скорость растяжения пленки настолько велика, что за время ее деформирования не успевает установиться равновесие между адсорбционным слоем и внутренней (объемной) частью пленки, то модуль эффективной упругости оказывается повышенным. Это способствует большему, чем в случае равновесного эффекта Гиббса, увеличению устойчивости пленок и соответственно дисперсной системы. Степень установления равновесия между адсорбционным слоем и внутренней частью пленки, а следовательно, и величина модуля эффективной упругости определяются скоростью диффузии ПАВ из объема пленки к ее поверхности и зависят от типа ПАВ. При быстром и особенно локальном деформировании пленки нарушается и равновесное распределение вещества по поверхности пленки, что также приводит к повышению модуля эффективной упругости. В данном случае существенная роль принадлежит поверхностной миграции молекул ПАВ из области с высокой адсорбцией (недеформированная часть пленки) в область с пониженным значением Г (деформированная часть). Этот фактор устойчивости, проявляющийся в отсутствие равновесия на поверхности и равновесия между адсорбционным слоем и внутренней частью пленки, называют эффектом Марангони — Гиббса. [c.254]

И ЭФФЕКТ МАРАНГОНИ-ГИББСА [c.127]

Так как сопряженный с динамическим адсорбционным слоем перепад поверхностного натяжения вдоль межфазной пленки препятствует ее утонь-шению, это явление следует рассматривать как аналог эффекта Марангони— Гиббса. Излагается количественная теория стабилизации межфазной пленки динамическим адсорбционным слоем пузырька. [c.127]

Наиболее известное явление подобного рода — эффект Марангони—Гиббса, который рассматривается как важный фактор стабилизации пен и эмульсий. [c.145]

Прежде всего можно указать на диффузионно-электрический аналог эффекта Марангони—Гиббса. Так как при растяжении пленки и увеличении ее поверхности протекает адсорбция, обе поверхности пленки заряжаются одноименно и отталкиваются друг от друга, что должно затруднять утоньшение пленки. [c.148]

АНАЛОГ ЭФФЕКТА МАРАНГОНИ-ГИББСА Б ЭЛЕМЕНТАРНОМ АКТЕ ФЛОТАЦИИ [c.149]

Отсюда следует, что возможны случаи, когда условие устойчивости прослойки (III.2) удовлетворяется по отношению к быстрым изменениям ее толщины, но не соблюдается по отношению к ее медленным изменениям. Здесь имеется аналогия со стабилизирующим действием эффекта Марангони—Гиббса при растяжении пленок, [c.52]

Условие (III.14) отлично от принципа Марангони—Гиббса. В этом последнем (dy/dTi) не равно нулю для толстой пленки, так как предполагается, что равновесие по растворителю с окружающей фазой устанавливается за время, значительно большее, чем время возмущения растяжения рассматриваемого участка пленки. Таким образом, принцип Марангони—Гиббса в отличие от условия (III.14) не способен обеспечивать устойчивость свободных пленок по отношению к длительным возмущениям и не может объяснить строго равномерную толщину горизонтальных пленок. [c.58]

Роль межфазной вязкости. Со времени Плато (1873) некоторые авторы предполагают, что высокая поверхностная вязкость может способствовать стабильности жидких пленок (обзор этих работ дан Китченером, 1964). Если вязкость и не является причиной статической метастабильности, то она может способствовать динамической стабилизации, которую обеспечивает объемная вязкость в результате замедления экструзии жидкости между двумя поверхностями. Имеется много данных о вязких адсорбционных слоях на межфазной поверхности воздух — вода, и они часто связываются с высокой поверхностной эластичностью Марангони — Гиббса. [c.90]

В случае легкоподвижной границы раздела дисперсной фааы и дисперсионной среды (пены и эмульсии) условие равенства нулю скорости течения жидкости на поверхности раздела, определяющее применимость уравнения Рейнольдса, кожет на выполняться, и утоньшение пленки будет происходить с большей скоростью. Однако в пенных и эмульсионных пленках, стабилизированных адсорбционными слоями ПАВ, условия вытекания жидкости приближаются к условиям вытекания из зазора между твердыми поверхностями даже и тогда, когда молекулы ПАВ не образуют сплошной твердообразной пленки. Это связано с тем, что при значениях адсорбции ПАВ меньших предельной Гта движение поверхности жидкости приводит к переносу части молекул ПАВ адсорбционного слоя из центральных участков пленки на периферийные участки, пр1илегающие к каналам Гиббса — Плато. В результате значение адсорбции в центре пленки уменьшается, а на периферии увеличивается, что обусловливает возникновение градпента поверхностного натяжения (градиента двухмерного давления) вдоль поверхности пленки, т. е. проявляется упомянутый выше эффект Марангони — Гиббса. Этот градиент поверхностного натяжения может в значительной степени уравновешивать стремление гра.ничных слоев жидкой пленки к вытвйанию п-ри этом поверхность приобретает как бы твердообразные свойства и устанавливается режим течения, описываемый уравнением Рейнольдса (IX—24). [c.256]

Детальные исследования в этом направлении были проведены школами Шелудко в Болгарии и Майзелса в США. Они показали (рнс. X—6), что вытекание жидкости из пленок в основном подчиняется рассмотренному в предыдущей главе уравнению Рейнольдса (IX—24). Это означает, что наличие адсорбционных слоев ПАВ иа поверхности пленки обеспечивает отверждение поверхностей вследствие эффекта Марангони — Гиббса. Вместе с тем могут встречаться и отклонения от рейнольдовского режима утоньшения пленок. В некоторых случаях, как было показано в работах И. Б. Иванова с сотр. в Болгарии, эти отклонения связаны с поверхностной и объемной диф- [c.279]

Течение жидкости под действием градиента концентрации, когда на ее поверхности действует напряжение сдвига т = да дх = да 1дС) дС1дх), носит название эффекта Марангони—Гиббса. Величина да дС, необходимая для расчетов этого течения, может быть определена из уравнения Гиббса и изотермы Ленгмюра [c.322]

Хотя этот механизм массопереноса может играть весьма существенную роль, особенно при течении смачивающих пленок растворов ПАВ, уравнение (Х.76) пока не было подвергнуто прямой экспериментальной проверке. Известны, однако, многочисленные эксперименты со свободными и эмульсионными пленками, стабилизированными ПАВ, где эффект Марангони—Гиббса проявляется заметно [86—89]. Влияние этого эффекта на кинетику утончения смачивающих пленок теоретически рассматривалось в работах [90, 91]. Чиз-маджев и сотр. [92] показали, что он может быть ответственным за образование толстых (толщиной до 1 мкм) неравновесных пленок на частично погруженных в раствор злектролита электродах. [c.322]

Таким образом, натяжение должно падать с ростом поверхностной концентрации Г . Важно заметить, что условия (IV.76) могут выполняться только для толщин пленки, когда она не обладает ни в какой части свойствами объемной фазы, так как в случае толстой пленки 7 становится равным поверхностному натяжению объемно-вырожденной пленки и, следовательно, зависит только от рг и /и3, но не от Г,. Поэтому условие, например, (IV.76 ) отлично от принципа Марангони—Гиббса, согласно которому 9ст/ЭГ 1 не равно нулю для толстой пленки, так как предполагается, что равновесие по растворителю (воде) с окружающей фазой устанавливается за время, значительно больщее, чем время возмущения (растяжения) рассматриваемого участка пленки. Таким образом, принцип Марангони— Гиббса в отличие от условия (IV.76 ) не способен обеспечивать устойчивость свободной пленки по отнощению к длительным воздействиям и не может объяснить наблюдаемую в состоянии длительного равновесия строго равномерную толщину мыльных пленок на горизонтальных участках. [c.47]

К универсальным эффектам, вызываемым добавками ПАВ любого вида, относится также слабая ненообразую-щая и эмульгирующая способность, обусловленная местными разностями поверхностных (межфазных) натяжений, т. е. разностями поверхностных давлений в жидких пленках, разделяющих пузырьки или капельки. Такие разности поверхностного давления, возникающие при утончении такой двусторонней пленки (при вытекании из нее жидкости), предшествующем коалесценции, всегда препятствуют вытеканию (эффект Марангони — Гиббса). Эффект определяет, как это легко понять из теоретических соображений, максимум времени существования сближающихся пузырьков или капелек ири концентрации ПАВ, соответствующей ненасыщенному адсорбционному слою. При этом максимальная устойчивость сравнительно невелика — соответствует нескольким секундам или десяткам секунд в противоположность полноценным ПАВ, сравнительно малые добавки [c.18]

Имеется значительный, но не полный параллелизм между затуханием волн и устойчивостью пен. Затухание определяется влиянием ПАВ на объемное состояние жидкости, в то время как высокая устойчивость пены (или устойчивость эмульсии) в основном определяется взаимодействием слоев. Шелудко и Чернов (1964) указали, что некоторые соотношения между пенообразованием и эластичностью Марангони — Гиббса могут быть ошибочными. Например, максимальное затухание в растворах изовалериановой кислоты происходит примерно при той же самой концентрации, что и максимальное пенообразование. Однако растворы пропионовой и масляной кислот пенятся сильнее, чем растворы изовалериановой кислоты, несмотря на то, что для последних характерно более сильное затуха- [c.88]

Квазиравновесная толщина h, реализующаяся в контакте с мениском жидкости, соответствующие тонкие слои которой карактеризуются предельным напряжением сдвига 0, может, однако, возрасти, если поверхность ее сделается весьма мало растяжимой вследствие присутствия соответствующих адсорбционных слоев (эффект Плато-Марангони-Гиббса). [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология