Оводнение гелей

Осаждаемые солями кальция из растворов жидкого стекла силикаты кальция аморфны при обычных температурах. Кристаллические продукты могут образовываться или в автоклавных условиях, или из очень разбавленных растворов с низкой щелочностью, а также при старении. Осаждение силикатов щелочноземельных, многовалентных и тяжелых металлов возможно, кан правило, при pH чуть меньщих, чем pH осаждения соответствующих гидроксидов. Поэтому при смещении двух растворо наряду с силикатами металлов или раньше их всегда образуются в большем или меньшем количестве (в зависимости от интенсивности перемешивания) как гидроксиды металлов, так и гели кремнезема (см. разд. 2.4.4). Ионы кальция в воде сильно гидратированы. В некоторых случаях, например при взаимодействий a + со фторид-ионом, в водных средах образуются студенисты слизи высокой степени оводненности, и при комнатных темпер турах они не обнаруживают даже признаков кристаллизаций хотя растворимость кристаллов Са 2 крайне мала. [c.114]

Сравнение кривых позволяет видеть, что первый максимум, расположенный при 1,60—-1,70 А, соответствует расстоянию 51—О. Площадь под ним уменьшается при переходе от оводненных гелей к сухому ксерогелю. Соответственно этому изменяются значения координационного числа атомов кремния. Если у гидрогелей с 75,0 и 35,5% воды они равны 5,8 и 5,7 соответственно, то у ксерогеля п = 3,5, т. е. близко к принимаемому для него координационному числу. [c.245]

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]

Рассмотренные выше кривые показывают, что оводнение гелей и студней совершается непрерывно. Кроме того, из рассмотрения этих же кривых мы делаем вывод о существовании областей с частично обратимым процессом. [c.278]

Интересно, что в точке Во оводненный гель теряет свою прозрачность и становится непрозрачным, молочно-белым, и таким остается вплоть до точки Ло. В точке Ло наступает новый перегиб кривой обезвоживания с переходом геля вновь в прозрачное состояние, причем дальнейший процесс обезвоживания идет только при нагревании по круто спускающейся кривой АцЕ, т. е. до полного обезвоживания в точке В р=0). В дальнейшем только при сильном накаливании образовавшийся ксерогель выделяет еще некоторое количество воды и превращается в белый порошок кремнезема. [c.191]

Отрезок абсциссы за пределами о, когда давление пара становится максимальным и равным давлению пара над чистой водой ро, представляет собой воду, находящуюся вне капилляров—на поверхности полностью оводненного геля. [c.192]

Силикагель является диоксидом кремния различной степени оводнения 5102-пНгО. Поверхность скелета геля (как это показано при помощи методов инфракрасной спектроскопии, адсорбционными и другими методами) покрыта гидроксильными группами [c.41]

Свойства гелей и студней, в зависимости от степени оводнения и природы дисперсной фазы, изменяются в широких пределах. Сухой желатин в воде или каучук в бензине сильно набухают, поглощая 8—12-кратное количество жидкости, и намного увеличиваются в объеме. При перемешивании набухшие куски каучука или желатина разрушаются и как бы плавятся в поглощенной жидкости, образуя раствор. [c.225]

Рис. 4. Тензиметрические кривые оводнения и обезвоживания геля, промытого

Явление оводнения и обезвоживания было предметом многочисленных исследований ван-Беммелена. Приготовим свеже-оводненный гель ЗЮг и будем обезвоживать его, помещая в эксикаторы с серной кислотой различной концентрации и, следовательно, с различной величиной упругости водяного пара. Помещенный в такой эксикатор гель будет терять воду до тех пор, пока упругость пара воды над ним не станет равна упругости пара воды в эксикаторе. Изменение упругости пара воды над гелем при обезвоживании показано на диаграмме рис. 80. Упругость пара вначале понижается по кривой до точки О, которая называется точкой перегиба, так как в этой точке прозрачный гель вследствие появления пустот приобретает сначала синевато-опалесцирующий вид, а затем бело-молочный. Если в каком-либо месте на кривой А 5 прервать обезвоживание и перевести гель в пространство, более насыщенное паром, то гель начнет вновь оводняться, но уже не по кривой Л,3, а значительно энергичнее, по кривой типа 1г. Следовательно, кривая необратима, так как обратный процесс протекает, минуя ее кривая же 1г обратима на всем протяжении до точки пересечения с кри- [c.276]

В зависимости от природы веществ получаются либо хрупкие гели, либо эластичные. Хрупкие гели получаются из жестких коллоидных частиц, поэтому объем гелей от высушивания или оводнения мало изменяется (например, гидрозоль окиси железа, окиси алюминия). [c.76]

Если студень желатины поместить в атмосферу, насыщенную парами воды, то произойдет адсорбция этих паров студнем — оводнение его. Если студень поместить в воду, то также произойдет адсорбция воды. Характерно то, что гели при такой адсорбции связывают воду, не изменяя своего объема, в то время как студни при поглощении воды увеличиваются в объеме — набухают, причем так, что объем набухшего вещества становится меньшим, чем сумма начальных объемов студня и воды. Такое уменьшение объема, называемое контракцией, объясняется тем, что вода настолько прочно связывается самими частичками студня, что она образует на его поверхности как бы конденсированную пленку в которой уменьшение расстояний между молекулами воды обусловливает уменьшение объема последней. [c.276]

Как при отдаче воДы, так и при поглощении ее между точками ОоО существует ряд состояний геля, о которых мы уже говорили. Если в каком-либо месте кривой, например в точке а, прервать обезвоживание и начать оводнять гель, то оводнение пойдет по кривой аОа если в точке на кривой Z[i прервать оводнение и начать обезвоживание геля, то обезвоживание пойдет по кривой ЗО1. [c.277]

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]

Следует, однако, отметить, что процесс оводнения является сложным процессом, при котором взаимодействие паров растворителя со студнем может быть двух типов 1) капиллярное поглощение, очевидно не сопровождающееся тепловым эффектом , п 2) гидратационное поглощение, связанное с фиксацией молекул растворителя на активных точках молекул коллоида и сопровождающееся значительным тепловым эффектом. Такой процесс взаимодействия геля и студня с растворителем происходит значительно более энергично, если растворитель соприкасается с коллоидом не в виде пара, а в виде жидкости. В этом случае уже наблюдаются некоторые особенности, отличающие оба типа взаимодействия, хотя, казалось бы с первого взгляда, резких различий между ними нельзя было ожидать. Второй тип взаимодействия носит название набухания. [c.279]

Если на абсциссе откладывать значения /, а на ординате — тепловые эффекты Q, то получим кривую с явно выраженным пределом (рис. 85). Это значит, что гель способен поглотить вполне определенное количество жидкости. Дальнейшее прибавление жидкости уже не дает повышения теплового эффекта. Из рис. 85 можно подсчитать концентрации гелей, образующихся при оводнении. Для желатины мы имеем приблизительно 75%-ный гель. Это значит, что если мы возьмем 50%-ный гель, то в нем будет содержаться избыток свободной воды, и приба- [c.306]

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]

СТО гелями), также способны поглощать большие количества воды или других жидкостей, как и эластичные ксерогели (студни). Однако, поскольку это поглощение почти не сопровождается увеличением объема, оно не является набуханием в точном смысле этого слова, а потому именуется общим термином оводнение. [c.190]

Для сохранения структуры оводненных образцов предложен также метод критической точки . Он основан на том хорошо известном факте, что если, нанример, гидрогель кремнеки-слоты поместить в автоклав, нагреть выше критической температуры воды и затем удалить газ, то полученный так называемый аэросиликагель сохраняет очень рыхлую структуру оводненного геля (нри обезвоживании гидрогеля в обычных условиях получаются силикагели с плотной упаковкой частиц). Этот способ в электронной микроскопии также применяется почти исключительно для изучения биологических препаратов. Но так как критическая температура воды составляет 374°, а нагревание биологических препаратов до этой температуры является нежелательным, то Андерсон [43, 44] предложил последовательно заменять в них воду на спирт, амилацетат и жидкую двуокись углерода, после чего нагревать препараты в закрытом сосуде выше 31°— критической температуры двуокиси углерода. Этот оригинальный способ позволяет получить высушенные биологические объекты, хорошо сохранившие свой внешний вид, но в некоторых случаях смена жидкостей внутри тканей приводит к деформации их внутренней структуры. [c.78]

При помощи метода реплик Мирский [64] изучал изменение структуры алюмосиликатного катализатора при его высушивании в процессе приготовления были получены реплики с исходного, сильно оводненного, гидрогеля и с нескольких других, частично подсушенных. Хотя реплики с оводненных гелей, естественно, не могли дать таких отчетливых изображений частиц, как реплики с ксерогелей, все же автору удалось показать микроиеодпородность гидрогелей, что является прямым доказательством существоввния в них мицеллярного скелета. По мере обезвоживания гидрогеля наблюдалось сближение мицеллярных групп вследствие уменьшения размеров гид-ратпых оболочек. [c.149]

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]

Пусть гель, предварительно оводненный до полного насыщения, т. е. так, что упругость пара воды р над ним равна упругости насыщенного пара над чистой водой при данной постоянной температуре (отрезок ординаты ЗоИ о) перенесен в эксикатор с таким слабым раствором серной кислоты, чтобы упругость пара над ней р) была несколько меньше, чем над чистой водой. Оводненный гель будет обезвоживаться (высыхать) до тех пор, пока упругость водяных паров над ним не сравняется с величиной р. Затем последовательно будем переносить гель в ряд эксикаторов с растворами Н2304 возрастающей концентрации, т. е. с уменьшающимися упругостями насыщенного пара, гель будет последовательно обезвоживаться в соответствии с изменениями величины р по кривой обезвоживания ОоВф Во Плавный ниспадающий ход этой кривой в точке Во, как показали исследования, нарушается точка Во-является точкой перегиба, после которой дальнейшее обезвоживание идет до точки 0 почти по прямой, т. е. с почти неизменным значением величины упругости пара. [c.191]

В зависимости от природы образующих их веществ различают хрупкие гели (построены из жестких частиц) и эластичные гели (образованы гибкими макромолекулами). Хрупкие гели образуются коллоидными частицами ЗгОз, Т Оз, 5пОг, РегОз, УгОб. Типичным представителем является гель кремневой кислоты. Благодаря жесткости частиц и каркаса, который они образуют, хрупкие гели не набухают. Хрупкие гели имеют сильно пористую структуру с множеством узких жестких капилляров. Такие системы могут поглощать большие количества воды и других смачивающих стенки капилляров жидкостей. При постепенном оводне-нии высушенного хрупкого геля первые порции воды или другой жидкости, смачивая стенки капилляров, образуют на их поверхности тонкие молекулярные слои жидкости с низким давлением пара при дальнейшем оводнении давление пара растет и происходит капиллярная конденсация. [c.371]

В зависимости от природы веществ получаются либо хрупкие гели — структурированные двухфазные системы, либо эластичные гели, т. е. студни — структурированные однофазные системы (Ребнндер). Хрупкие гели получаются из жестких коллоидных частиц, благодаря чему объем гелей от высушивания или оводнения мало изменяется. Поэтому такие гели называют также ненабухающими. Сюда следует отнести коагели — структуры, образовавшиеся в результате коагуляции золей осадки в астабилизованных коллоидных системах. К таким системам относят также лиогели — системы, получившиеся в результате гелеобразования некоторых гидрозолей, например гидрозоля окиси железа, окиси алюминия, окиси ванадия и др. [c.223]

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]

Рис. 75. Кривые упругости пара хрупких гелей (8102) (по Ван-Беммелену) 1—при обезвоживании, 2—при оводнении

Суть процесса силикатирования состоит в том, что два компонента — жидкое стекло и растворимая соль, введенные в грунт с помощью инъекторов, вступают в реакцию и выделяют студнеобразные осадки, которые обволакивают частицы грунта и заполняют пространство между ними. Поскольку осадки представляют собой оводненные набухшие коллоидные гели, они непроницаемы для воды. Существенное влияние на процесс оказывают свойства жидкого стекла — его модуль, концентрация, вязкость. [c.149]

Ван-Беммелена [22], в котором подробно изучен процесс обезвоживания и оводнения силикагеля. Согласно данным Ван-Беммелена, на первых стадиях обезвоживания испарение влаги идет при давлении насыщенного пара. Этот процесс описывается на показанной на рис. 1 прямой, совпадающей с верхней пунктирной линией. Затем точки изотермы располагаются на отрезке Л р. На всем протяжении кривой Лр объем геля непрерывно уменьшается до точки О (точка поворота, или точка обращения). При дальнейшем обезвоживании гидрогеля изотерма идет значительно менее круто от точки О до точки 0 (отрезок Ааь) на этом участке большая доля еще содержащейся в геле воды удаляется при почти неизменной упругости ее паров. Однако объем гидрогеля практически уже не меняется. Дальнейший участок изотермы Аа обратим, причем соот- [c.9]

Для проверки предполагаемого влияния pH промывной воды на степень эластичности скелета гидрогеля Неймарк и Слинякова [117] применили тензиметрический метод оводнения и обезвоживания гидрогелей. Известно, что такой критерий степени деформируемости гелей был принят Ван-Беммеленом [26, 27]. Авторы обнаружили смещение точки поворота с уменьшением pH промывной воды в сторону меньших значений влажности (рис. 4). Из рисунка следует, что при одинаковой влажности воздуха содержание воды в гидрогеле, промытом кислой водой, гораздо больше, чем в геле, промытом водопроводной водой и аммиачным раствором. Таким образом, эти данные [c.32]

Хрупкие гели образуются коллоидными частицами ЗЮа, Г Оз, ЗпОг, РегОз, УгОв, бензопурпурина и др. типичным примером является гель кремнекислоты. Благодаря жесткости частиц и всего каркаса хрупкого геля, его объем при высушивании или оводнении мало изменяется, поэтому хрупкие гели называют также ненабухающими. Хрупкие гели име- [c.198]

Ван-Беммелен объяснял оводнение и обезвоживание сетчатым строением гелей и студией. Помутнение в точке О по его мнению [c.278]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология