ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярно-поверхностная характеристика нефтей и нефтепродуктов из "Химия нефти и нефтяных газов" Согласно существующим представлениям силы взаимодействия между молекулами имеют электрическую природу. Во всякой молекуле имеются как положительно заряженные ядра атомов, так и отрицательно заряженные электроны. Для каждого рода зарядов можно представить точку, которая будет являться как бы их электрическим центром тяжести. Если положительные и отрицательные заряды внутри молекулы распределены неравномерно, их электрические центры тяжести не совпадут. В результате получится полярная молекула. [c.59] Если молекула построена настолько симметрично, что центры тяжести положительных и отрицательных зарядов накладываются друг на друга, то она будет неполярной. [c.59] Вследствие того, что электрические заряды в молекуле не фиксированы неподвижно, возможен переход нейтральной молекулы в полярную. [c.59] Это может быть в том случае, когда под влиянием электрического поля молекул положительные и отрицательные заряды сдвигаются. Соответственно смещаются и их центры тяжести. Вследствие этого появляется наведенный или индуцированный дипольный момент и временная поляризация молекул. [c.60] Из числа углеводородов, входящих в состав нефтей, такие, например, как метан, этан, пропан, н-бутан, н-пентан, гептан и его изомеры, циклогексан, бензол, нафталин являются неполярными. Нафтеновые кислоты, фенолы, некоторые сернистые, азотистые соединения, а также ряд углеводородов асимметрического строения, а также, смолы, относятся к соединениям полярным. [c.60] В нефти и ее фракциях мы имеем смесь полярных и неполярных молекул. [c.60] Полярные молекулы могут образовывать ассоциированные комплексы, которые также могут появляться в сочетании полярных и неполярных молекул вследствие поляризации последних под влиянием электрического поля молекул с высоким значением дипольного момента. Таким образом, в нефти и ее фракциях часть молекул находится в ассоциированном состоянии. [c.60] Наличие в нефти и ее фракциях полярных соединений требует рассмотрения вопроса о влиянии последних на физико-химические свойства нефтепродуктов, связанные с поверхностными явлениями, играющими большую роль в технологических процессах и поведении этих нефтепродуктов при их применении. [c.60] Внутри данной фазы (например, смеси жидких углеводородов) молекулы находятся под влиянием воздействия друг на друга, что приводит к статическому равновесию системы и для естественного передвижения молекул внутри жидкости не требуется затрачивать какую-либо работу. [c.60] В поверхностном слое жидкости на границе раздела двух соприкасающихся фаз, которые различаются своим составом и структурой, молекулы имеют особые физико-химические свойства, вследствие того, что поверхностный слой обладает избытком энергии по сравнению со слоем аналогичной толщины внутри жидкой фазы. Этот избыток энергии (свободной поверхностной энергии) является следствием междумолекулярных сил, действующих в поверхностном слое и стремящихся стянуть границу раздела до минимальной величины. [c.60] с которой жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности, называется поверхностным натяжением. Это сопротивление выражается работой образования новой поверхности. Величина этой работы зависит от интенсивности молекулярных сил в данной жидкости. Иными словами, поверхностное натяжение выражает собой работу, необходимую для образования единицы поверхности. [c.60] Величина поверхности натяжения прямолинейно изменяется с температурой. При повыщении температуры поверхностное натяжение падает. [c.61] При наличии двухфазной системы, чем больше разность полярности между двумя граничащими фазами, тем больше поверхностное натяжение на границе раздела между ними. [c.61] Например, на границе смеси углеводороды — вода, если углеводород — неполярное вещество, а вода — наиболее полярная и ассоциированная жидкость, поверхностное натяжение а = = 51,4 эрг/см (при 20°). [c.61] Наряду с этим, поверхностное натяжение на границе двух полярных жидкостей (например, вода—этиловый эфир или вода— изобутиловый спирт) соответственно равно 10,7 и 2,1 эрг/сл (при 20°). [c.61] Добавление к неполярной жидкости полярных веществ понижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз, вследствие концентрации этих веществ в поверхностном слое. Например, добавление к смеси неполярных углеводородов 2 / олеиновой кислоты понижает поверхностное натяжение на границе с водой с 51,4 до 15 эрг/сл (при 20°). [c.61] Это понижение поверхностного натяжения представляет собой следствие адсорбции олеиновой кислоты на границе раздела фаз вода — смесь углеводородов. [c.61] По Фрейндлиху адсорбцией называется всякое изменение концентрации раствора у его поверхности независимо от того, с чем соприкасается эта поверхность с воздухом, газом, жидкостью или твердым телом. Если растворенное вещество понижает поверхностное натяжение растворителя, то концентрация этого вещества у поверхности раздела фаз будет выше, чем в остальной массе раствора. [c.61] Как показал Ре биндер коицентрация растворенного вещества на границе двух фаз может наблюдаться лишь в том случае, если ОНО, находясь в поверхностном слое, будет уравнивать разность полярностей этих фаз. Иными словами, поверхностно активное вещество должно обладать полярностью, большей полярности одной фазы и меньшей полярности другой фазы. [c.61] Добавление поверхностно-активного вещества (в рассматривавшемся примере олеиновой кислоты) к неполярной углеводородной смеси снижает величину поверхностного натяжения на границе с водой в зависимости от концентрации этого поверхностноактивного вещества. [c.61] Вернуться к основной статье