Смачивание гистерезис

Из методов определения углов смачивания наибольшее распространение получил метод пузырьков , который заключается в том, что испытуемый образец помешается в исследуемую жидкость, а под поверхность образна подводится пузырек воз-духа. В этом случае ошибки, происходящие за счет гистерезиса, меньше, чем в случае, когда на твердую поверхность наносят каплю жидкости. [c.139]

В ряде случаев оказывается, что краевой угол зависит от порядка замещения фаз на твердой поверхности (статический, или порядковый, гистерезис смачивания). Очень часто краевой угол, измеренный для капли, не совпадает с краевым углом для пузырька. В настоящее время основными причинами статического гистерезиса считают загрязненность поверхности, шероховатость и физико-химическое взаимодействие фаз. [c.51]

Капиллярно-конденсационный гистерезис часто обусловлен и кинетическими причинами. Например, он может быть связан с проявлением гистерезиса смачивания. Сухая поверхность с адсорбированным воздухом хуже смачивается водой, и поэтому для [c.136]

Для измерения краевых углов было предложено довольно много методов, так как точное измерение встречает ряд трудностей. Эти трудности связаны, главным образом, с явлением статического и динамического гистерезиса смачивания. Гистерезисом смачивания называется отклонение величины краевого угла от значения его, соответствующего состоянию равновесия капли. [c.138]

VII. 17.18. Какова может быть кажущаяся величина гистерезиса угла смачивания, обусловленная наличием предела текучести у жидкости Как влияют геометрические размеры капиллярной системы на результат [c.239]

Гистерезис смачивания, как и острые ребра и углы поверхности, закрепляет трехфазный периметр смачивания, а следовательно, и всю каплю на твердой поверхности. Острые ребра и выступы минеральных зерен в общем случае содействуют не только более прочному их прилипанию, но и увеличению скорости прилипания капель к твердой поверхности. Выступы могут оказывать обратное влияние в том случае, когда во впадинах между ними удерживаются трудноудаляемые слои воды, т. е. при наличии в пористой среде или в углублениях шероховатой поверхности остаточной воды. [c.149]

Одним из наиболее интересных вопросов химии поверхностных явлений является теория и методы измерения краевых углов смачивания. Гистерезис смачивания, определяемый разностью краевых углов натекания и оттекания, является одним из наиболее трудно объяснимых с теоретической точки зрения явлений, и существует, по-видимому, несколько различных и независимых друг от друга причин, вызывающих его. При объяснении этого явления следует иметь в виду, что угол оттекания—это угол между жидкостью и твердой уже смоченной ею поверхностью, тогда как угол натекания образован жидкостью на свежей сухой твердой поверхности. Поэтому пленки, образующиеся вследствие сорбции на поверхности твердого тела, могут явиться причиной гистерезиса смачивания [40]. И действительно, в ряде исследований было показано, что даже относительно небольшие изменения состояния твердой поверхности, обусловленные сорбцией посторонних веществ, могут резко изменить величину краевого угла. Например, Бартелл и Смит [41] обнаружили, что для воды на свежеобразованной поверхности золота краевой угол равнялся 7°, в присутствии же паров бензола он повышался до 80°. Филиппов с сотрудниками [42] наблюдали аналогичные значительные изменения, вызываемые ненасыщенными адсорбционными слоями при флотации руд [42]. Эти и много других примеров подтверждают адсорбционную теорию, выдвигаемую для объяснения явления гистерезиса смачивания [43]. Состояние поверхностей стекла и кварца в значительной степени влияет на образование металлических пленок, наносимых на них путем конденсации паров, и на растворимость поверхностных слоев [44]. [c.284]

Причины гистерезиса в твердом топливе не установлены. Предполагают, что это явление происходит в результате ухудшения смачивания из-за адсорбирования газов (азот, двуокись углерода или кислорода). [c.91]

Эмульгаторы, адсорбируясь на поверхности раздела масло — раствор, понижают поверхностное натяжение, способствуя отлипанию капелек масла от поверхности металла (преодоление гистерезиса смачивания маслом) и переходу их в состояние эмульсии. Кроме того, образуя на поверхности каждой частицы или шарика эмульсии прочный адсорбционный слой, эмульгаторы предохраняют эмульсию от расслаивания. [c.369]

Для обеспечения полной смачиваемости водой и водными растворами ПАВ требуется тщательная очистка поверхности стекла, особенно от жировых загрязнений. На чистом стекле растворы ПАВ и большинство органических жидкостей дают краевой угол смачивания, равный нулю. Исключение составляют катионактивные ПАВ, которые интенсивно адсорбируются из раствора на отрицательно заряженной поверхности стекла, ориентируясь углеводородными радикалами в воду и гидрофобизируя поверхность. В этом случае формула (87) применяться не может. Однако даже при 0 = 0 ввиду гистерезиса смачивания следует проводить измерения при краевом угле оттекания, т. е., повысив давление в широкой трубке прибора, необходимо поднять уровень в капилляре, после чего вернуть его в исходное положение. [c.92]

Поверхности обычно хорошо адсорбируют воздух. Естественно, что адсорбированный воздух замедляет процесс растекания жидкости по твердому телу, так как для вытеснения воздуха с поверхности и установления равновесного краевого угла требуется определенное время. Подобное замедление установления равновесного краевого угла называется гистерезисом смачивания. Во многих случаях равновесное значение краевого угла из-за гистерезиса может и не достигаться вовсе. [c.159]

С целью устранения гистерезиса, происходящего в результате адсорбции воздуха, методику определения краевого угла можно видоизменить следующим образом. Пластинку твердого вещества вводят в стеклянную кювету с жидкостью и после полного смачивания ее поверхности устанавливают в горизонтальном положении. Затем под пластинку, не вынимая ее из л<идкости, с помощью пипетки с загнутым концом вводят пузырек воздуха. Далее определение краевого угла, который и в этом случае измеряют со стороны жидкости, проводят так же, как было описано выше . [c.159]

Косвенные определения критерия смачивания используются главным образом при изучении порошкообразных материалов. К их числу относятся измерение скорости пропитки порошка испытуемой жидкостью, изучение нестационарной фильтрации и др. При оценке критерия смачивания следует учитывать, что равновесное состояние капли или пузырька газа устанавливается не сразу. Задержка в наступлении равновесия связана с вытеснением молекул воздуха с поверхности и преодолением сил трения и других энергетических препятствий (кинетический гистерезис смачивания). [c.51]

Гистерезисом смачивания называется способность жидкости образовывать при контакте с твердым телом несколько устойчивых (метастабильных) краевых углов, отличных по значению от равновесного. Например, краевой угол, образованный при нанесении капли жидкости на твердую. поверхность, оказывается значительно больше угла, который возникает прн приведении в контакт пузырька воздуха с той же поверхностью, находящейся в данной жидкости. Гистерезис краевого угла наглядно проявляется, если поверхность твердого тела с нанесенной на нее каплей наклонена пр этом угол в нижней части капли угол натекания Оп) оказывается значительно больше угла в верхней части капли (угла оттекания 0, см. рис. ПГ—14). Гистерезис смачивания может быть связан с адсорбцией загрязнений на поверхности, ее химической неоднородностью и другими факторами. [c.101]

Если плотность частицы больше, чем плотность воды, то под действием силы тяжести частица погружается в воду, и поверхность воды прогибается , образуя с горизонтально угол % это ведет к изменению величии Н и г . Считая (в. отсутствие гистерезиса), что угол смачивания сохраняется постоянным, для новых значений Н и г ж (положение II) можно написать [c.110]

Явление гистерезиса смачивания хорошо наблюдается при перемещении капли нефти по твердой поверхности. Для этого в кювету, на объема заполненную водой, опускали цапфу с сухой пластинкой кварца или стекла. Затем капилляром с изогнутым кончиком подводили под пластинку каплю нефти. После установления равновесного угла смачивания 0р пластинку поворачивали до тех пор, пока не происходил сдвиг капли. Угол, соответствующий моменту сдвига, фиксировали. [c.122]

Водорастворимые ПАВ, когда они уменьшают краевой угол смачивания, способствуют быстрому разрыву пленки нефти ня твердой поверхности и интенсивному растеканию капли воды по ней. Время гистерезиса смачивания в этом случае резко убывает. При прилипании капли нефти к твердой поверхности водорастворимые ПАВ препятствуют ее растеканию по ней, так как увеличивают время гистерезиса. Все это увеличивает скорость вытеснения нефти водой и уменьшает скорость проскальзывания воды относительно нефти. [c.123]

VI. Песчаники неоднородные очень вязкая нефть. Смачивание песчаников водой запаздывает. Эффект гистерезиса смачиваемости песчаника нефтью при активном водонапорном режиме. Сызрань, пласт Ба Арлан, пласт С1 [c.116]

Более подробные сведе[ [Гя о гистерезисе смачивания можно найти в работах П. А. Ребиндер и др. Исследования в области поверхностных явлений. М., ОНТИ, 1936, 299 с. [c.159]

Экспериментальная проверка уравнения (1.22) проведена для смачивающих а-пленок воды на поверхности кварцевых капилляров на участке между менисками, находящимися при различной температуре [62]. По известным для воды значениям (да/дТ) = —1,6-10 Н СМ -град и известным из опытов г и grad Т можно было определить отношение h /ц. Принимая для тонких пленок ti=1,5tio, где т1о — вязкость объемной воды, для серии из 16 опытов в капиллярах радиусом от I до 10 мкм были получены значения h в интервале от 5 до 10 нм, что близко к эллипсометрическим оценкам толщины а-пленок [45]. Разброс значений толщины (от 5 до 10 нм) связан в данном случае с влиянием гистерезиса краевого угла — неполным смачиванием объемной водой а-пленок. Для объяснения наблюдавшегося разброса достаточно допустить, что наступающий угол 0л составляет 8—10°, а отступающий угол 0 близок к 0°, что согласуется с известными экспериментальными данными. [c.30]

Исследуемые образцы пыли разделены на две группы — гидрофильные и гидрофобные. Фракционные к. п. д. г фр возрастают с увеличением плотности и размера частиц. Некоторые образцы пылей несколько выпадают из ряда, расположенного по возрастанию плотности пыли. Это наблюдается для пористых частиц с большой -удельной поверхностью, а, следовательно, и с повышенными адсорбционными свойствами. Обильная адсорбция тазовых молекул вызывает повышение кинетического гистерезиса смачивания [259]. [c.175]

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]

Гидрофобные участки на поверхности пор и йзменяющийся диаметр поровых каналов обусловливают так называемый капиллярный гистерезис и прерывистый характер капиллярного движения нефти и воды. На гидрофобных участках пор и расщирениях поровых каналов самопроизвольное пленочное и менисковое движение воды прекращается из-за изменения формы менисков и величины контактных углов смачивания. [c.43]

Если предположить, что х 10 дин, то, согласно (3), при 013 50 дин/см изменению 0—Эо,, л 1° будут соответствовать г 10 см при 000= 90° иг 10 смпри 0оо = 10°. Отсюда следует, что при точности измерения углов контакта в Г можно ожидать заметного отклонения 0 от Эоо для микроскопически измеряемых г только при малых углах контакта. Эффект от х может быть полностью перекрыт эффектом гистерезиса угла смачивания, составляющего, на твердых поверхностях, обычно величину больше одного градуса. Кроме того, небольшая ошибка в значениях межфазных натяжений, которые вместе с х/г определяют угол контакта, может привести также к ошибочным значениям для х. [c.258]

Полученное таким путем разумное значение х, так же как и факт деления шариков по размерам на образующие и на необразующие видимый трехфазный контакт, говорит в пользу примененной интерпретации. Тем не менее этот опыт нельзя считать безупречным. Дело в том, что граница между незакрепляющимися на поверхности и закрепляющимися на ней шариками (т. е. значения Ro) получалась несколько размытой, что, вероятно, было связано с неполной воспроизводимостью углов смачивания, т. е. с наличием гистерезиса этого угла. Поскольку, однако, гистерезис также является препятствием к расширению трехфазного контакта шарик/раствор/воздух, интерпретация с позиции х не однозначна. [c.265]

В цилиндрической поре, открытой с обоих концов (рпс. И.З, б), при малых значениях давления на стенках поры образуется адсорбционный слой с вогнутым ци-л и ндр и чес к и м ме и иском. При дости>кеппи давлення насыщенного пара начинается капиллярная конденсация, в процессе которой толщина слоя жидкости на стенках поры увеличивается и радиус цилиндрического мениска умень-п]ается. Конденсация адсорбтива происходит при постоянном давлении, и при полном заполнении поры жидкостью на ее открытых концах образуются шаровидные мениски. При дальнейшем повышении давления происходит конденсация некоторого количества пара на поверхности шаровидного мениска, в результате чего кривизна мениска уменьшается до нуля. При десорбции процесс вначале идет обратимо, испарение происходит с поверхности шаровидного мениска возрастающей кривизны, а затем с новерх-ности шаровидного мениска Постоянного радиуса кривизны, равного радиусу цилиндрического мениска поры. В связи с этим испарение жидкости наблюдается при меньших давлениях по сравнению с конденсацией и на изотерме появляется петля капиллярного гистерезиса (рис. П.4), Капиллярный гистерезис возникает при наличии в порах следов адсорбированного воздуха, препятствующего 1юлному смачиванию стенок конденсатом, а также в связи [c.34]

Здесь 0—действительный угол смачивания 0,-кажущийся угол смачивания ЛсозО,- — гистерезис косинуса угла смачивания. [c.239]

Рассмотренный выше метод определения смачиваемости порошков по измерению давления вытеснения не может претендовать на большую точность. Для получения точных значений адгезионного натяжеччя должен быть учтен гистерезис смачивания. Последний особенно резко выражен в случае образования па твердой поверхности адсорбционного слоя растворенных веществ. Однако, если исследуется избирательное смачивание твердых поверхностей чистыми жидкостями, не показывающими значительного гистерезиса смачивания, метод дает возможность судить о величинах адгезионного натяжения между разного рода жидкостями и твердым телом. [c.146]

Остается рассмотреть вопрос о петлеобразном характере кривой рис. Х.2. Подобное раздвоение кривых, описывающих прямой и обратный процессы, наблюдается для многих различных по своей природе явлений н носит название гистерезиса. Наличие гнстерезисной петли обычно свидетельствует о неравновесном характере процесса. Действительно, любому значению р в области петли отвечает не одно, а два значения х, следовательно, одно из них (или оба) не является равновесным. Восходящая ветвь f кривой (отвечающая последовательному возрастанию р и х) в случае капиллярной конденсации всегда проходит ниже нисходящей десорбционной ветви II. Явление сорбционного гистерезиса автор теории Жигмонди объяснил наличием следов адсорбированного воздуха в порах, препятствующего полному их смачиванию. Устанавливающиеся при этом значения os 0 оказываются меньше равновесных, мениск жидкости — менее вогнутым, что приводит к возрастанию R = г/соз 0, следовательно, к увеличению р при данном значении х. При десорбции воздух со стенок уже вытеснен жидкой пленкой и значения os Q, R к р приближаются к равновесию. Это представление подтверждено опытами с весьма тщательной откачкой воздуха, в которых явление гистерезиса сильно уменьшалось. [c.158]

Для всех случаев, когда ПАВ вводится непосредственно в жидкую фазу, контактирующую с твердой поверхностью, характерен резко выраженный гистерезис смачивания уменьшение (или увеличение при хемосорбции) краевого угла происходит постепенно, по мере того как на новых поверхностях, покрываемых жидкой фазой, успевает происходить адсорбция ПАВ. Особенно существенна роль кинетики адсорбции и диффузии ПАВ при управлении с помощью ПАВ капиллярной пропиткой в этом случае, по данным Чураева, впитывающийся в капилляры раствор быстро обедняется ПАВ из-за адсорбции на стенках капилляров, так что скорость процесса пропитки может лимитироваться диффузионным подводом ПАВ из объема раствора к менискам в порах. [c.107]

В тех случаях, когда в качестве длительно функционирующего дозатора ингибитора в поднимаемую на поверхность среду используют призабойную зону скважин, ингибитор закачивают в продуктивный пласт, если его порода не содержит повьпненного количества глинистых фракций. Адсорбционную емкость глин обычно компенсируют избытком ингибитора при первой обработке. При выборе ингибитора, растворителя и продавочной жидкости необходимо учитьшать возможность образования устойчивых эмульсий, разбухания глин и снижения продуктивности скважин при гистерезисе смачивания. С помощью заливочного агрегата 10-20 %-ный раствор ингибитора задавливают в пласт. Объем продавочной жидкости рассчитывают с учетом объема заполнения колонны насосно-компрессорных труб. Для наиболее полной адсорбщш ингибитора на породах пласта скважину не эксплуатируют в течение 1—2 сут. При возобновлении эксплуатации скважины ингибитор начинает поступать в добьшаемую продукцию, скорость десорбции ингибитора с твердых пород пласта наиболее резко снижается в первые 5 сут, вместе с тем в это время она остается более высокой, что способствует быстрому формированию защитной пленки на металле [10]. Последующие малые концентрации ингибитора способствуют непрерывному восстановлению и Сохранению защитной пленки на поверхности оборудования в течение длительного времени. Продолжительность между закачками ингибитора обычно составляет 3-18 мес и зависит от типа, состава и строения пласта, дебита скважины, коррозионной агрессивности среды и других факторов. [c.177]

В процессе вытеснения из пористой среды одной жидкости другой, а также при совместном их движении в трубах, каналах и т. д. происходят прилипание и отрыв дисперсной фазы от твердой поверхности. Эти явления сопровождаются гистерезисом смачивания. Процесс прилипания частиц дисперсной фазы (капля жидкости или пузырек газа) в дисперсионной среде к твердой поверхностн происходит следующим образом [56]. Вначале образуется небольшая посадочная площадка, после чего начинается расширение трехфазного периметра смачивания до некоторой" постоянной величины. Краевой угол смачивания, соответствующий конечному состоянию периметра смачивания, называется равновесным. Сам процесс постепенного перехода от текущего угла смачивания к равновесному называется гистерезисом смачивания. Явления эти подробно описаны в работах П. А. Ребиндера [82, 81]. [c.121]

Полярные примеси в нефти, адсорбируясь на твердой поверхности, затрудняют передвижение трехфазного периметра смачивания капли нефти на твердой поверхности раздела фаз. Периметр смачивания под воздействием полярной примеси в нефти как бы закрепляется, приобретает жесткость , становится трудно подвижным [78]. Трудноподвижность периметра смачивания или, иначе говоря, гистерезис смачивания приводит к тому, что в течение некоторого промежутка времени периметр смачивания способен противостоять повышенной внешней силе, стремящейся нарушить равновесие между действующими поверхностными силами. [c.148]

После выдержки образца при температуре 1250°С в течение Ъмин краевой угол смачивания составляет 5—10° за счет собирания расплава. Таким образом, вязкостный гистерезис смачивания для исследованных систем невелик. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология