Связь между адсорбцией и поверхностным натяжением

Связь между величиной адсорбции, концентрацией ПАВ и изменением поверхностного натяжения дает фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Для -компонентной системы оно имеет вид [c.14]

Изменение поверхностного натяжения водных растворов при наличии в них ПАВ обусловлено, как известно, адсорбцией ПАВ на границе между раствором и газом (воздухом). Именно на явлении адсорбции, а не на изменении натяжения основано практическое применение ПАВ, хотя эти два явления тесно связаны, в частности, уравнением изотермы адсорбции Гиббса. В связи с этим далее будет подразумеваться, что по-верхностно-активное вещество — это вещество, которое адсорбируется на границе раздела фаз. Акцент на адсорбции, а не на изменении натяжения, необходим потому, что адсорбция в принципе всегда может быть измерена, тогда как измерение натяжения возможно только на границе двух флюидных фаз (жидкость—газ и жидкость 1— жидкость 2). Натяжение же на границе твердого вещества с любой флюидной фазой не может быть измерено, следовательно, эффективность ПАВ не [c.795]

Слабое эмульгирование может быть получено с любым ПАВ, т. е. с любым соединением, которое понижает поверхностное натяжение между двумя жидкостями. Последнее связано с адсорбцией ПАВ на межфазной поверхности и влияет как на легкость диспергирования при получении эмульсии, так и на скорость разрушения жидкой пленки между каплями. Согласно некоторым взглядам, существенным фактором стабилизации является эластичность пленки. Ниже изложена хорошо известная теория этого явления Марангони и Гиббса . [c.84]

В растворах стремление к уменьшению свободной поверхностной энергии проявляется преимущественно в понижении поверхностного натяжения путем адсорбции поверхностно-активных веществ из раствора на поверхности раздела. Количественно связь между адсорбцией и понижением поверхностного натяжения определяется уравнением Гиббса (IV.6). Изменение поверхностного натяжения с концентрацией растворов выражается уравнением Шишковского (IV.9), а изменение поверхностной активности в гомологическом ряду — правилом Траубе. [c.89]

Связь между адсорбцией и понижением поверхностного натяжения, т. е. двухмерным давлением ps = 0(, — Ср, описывается уравнением Гиббса [c.46]

При физической адсорбции связь между уменьшением поверхностного натяжения адсорбента Отг, удельной адсорбцией Г и давлением адсорбата р описывается термодинамическим уравнением Гиббса [2] [c.32]

Количественная связь между адсорбцией и изменением поверхностного натяжения выражается уравнением Гиббса [c.287]

Уравнение, устанавливающее связь между всеми параметрами процесса адсорбции — величиной поверхностного натяжения а, концентрацией компонента с в одной из фаз, его адсорбцией Г, было выведено Дж. Гиббсом в 1876 г. Оно является общим термодинамическим уравнением, справедливым для любых составов и природы поверхности раздела фаз.Уравнение Гиббса— одно из важнейших уравнений, описывающих поверхностные явления. [c.207]

Связь между изменением поверхностного натяжения и изменением заряда межфазной границы может быть получена термодинамическим путем. С этой целью удобно характеризовать заряженный компонент (например, ионы, которые адсорбируются на межфазной поверхности) его электрохимическим потенциалом [х. Если ограничиться случаем, когда этот компонент находится только на межфазной границе, то произведение цйп (п — количество заряженного компонента в молях или грамм-ионах) будет равно электростатической работе заряжания единицы площади поверхности при адсорбции на ней йп молей заряженного компонента, несущих электрический заряд ск/. Эту электрическую работу можно, очевидно, представить как где ф — электрический потенциал поверхности, так что [c.99]

В условиях физической монослойной адсорбции, когда исключены какие-либо побочные процессы, в том числе и образование прочных пленок, адсорбция сначала пропорциональна равновесной концентрации, затем отстает от ее роста и, наконец, приходит к, насыщению, когда дальнейший рост концентрации не вызывает никаких изменений в адсорбционном слое. Одновременно с ростом адсорбции снижается поверхностное натяжение, степень и характер которого (снижение) зависят исключительно от величины адсорбции. Связь между адсорбцией и изменением поверхностного натяжения была количественно установлена работами Гиббса, Шишковского, Лангмюра и др. [c.23]

Роль растворителя в адсорбции также не может быть охарактеризована универсальными закономерностями. Большей частью соблюдается правило, что поглощение одного и того же вещества из разных растворителей обратно пропорционально его растворимости в них. Например отношение поглощения иода углем в сероуглероде, хлороформе и четыреххлористом углероде равно 4,5 2 1, а отношение растворимостей в них равно 1 1,8 4,8. Замечается также некоторый параллелизм между ростом поверхностного натяжения растворителя и ростом поглощения, что также можно поставить в связь с поверхностной активностью. [c.350]

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТНЫМ НАТЯЖЕНИЕМ И адсорбцией [c.107]

СВЯЗЬ МЕЖДУ АДСОРБЦИЕЙ И ПОВЕРХНОСТНЫМ НАТЯЖЕНИЕМ [c.141]

На поверхности, образующейся между двумя жидкостями, не смешивающимися между собой или обладающими ограниченной взаимной растворимостью, существуют соотношения, аналогичные рассмотренным. Поверхностное натяжение на поверхности раздела между двумя жидкостями обычно значительно меньше, чем на поверхности раздела между жидкостью и газом. Но и в этом случае действуют силы, стремящиеся уменьшить изобарный потенциал как путем уменьшения поверхности, так и путем понижения поверхностного натяжения, что происходит в результате адсорбции соответствующих компонентов в поверхностном слое. Это имеет место и в системе из двух компонентов, и при растворении в них третьего вещества (рис. 131). Все эти явления приобретают большое значение в случае тонкого диспергирования одной жидкости в другой, в особенности в коллоидных системах, в связи с огромным увеличением поверхности. [c.365]

Как известно, с повышением температуры поверхностное натяжение чистых жидкостей понижается, что связано с уменьшением сил когезии — молекулярного сцепления в жидкости вследствие увеличения среднего расстояния между молекулами. Ослабление взаимодействия между молекулами растворителя должно приводить к уменьшению работы адсорбции и, следовательно, поверхностной активности в соответствии с уравнением (43). Действительно, показано, например, что поверхностная активность натриевых солей жирных кислот (мыл) снижается с повышением температуры [5]. Вместе с тем известно, что в гомологических рядах ПАВ величина р при повышении температуры уменьшается (Р 1), т. е. при этом сглаживается различие в поверхностной активности соседних гомологов. [c.23]

Сравнивая (11.29), (11.33) с (11.34) и (II. 35), видим, что существует четкая связь между величиной адсорбции и поверхностным натяжением. [c.35]

В основе электрокапиллярных измерений лежит уравнение, выражающее связь между поверхностным натяжением а, избытком ПАВ (адсорбцией) в поверхностном слое Г п зарядом q поверхиости электрода [c.310]

Используя связь между величиной адсорбции и поверхностной активностью, можно подойти к характеристикам так называемых поверхностно-активных веществ (см. 6), но прежде следует обратиться к положениям, показывающим количественную зависимость между поверхностным натяжением растворов и их концентрацией. Такая зависимость была выражена на примере водных растворов еще в 1909 г. русским ученым Шишковским. Им было предложено эмпирическое уравнение для зависимости поверхностного натяжения от концентрации в водных растворах предельных жирных кислот [c.192]

Для интерпретаций явлений адсорбции на границе раствор — газ весьма существенно установить связь между избытком адсорбированного вещества в поверхностном слое Г, концентрацией по-верхностно-активного вещества в растворе с и поверхностным натяжением а на границе раствор — газ. Эта связь для разбавлен- [c.120]

Связь между поверхностным натяжением и адсорбцией определяется уравнением Гиббса, которое является одним нз основных в области поверхностных явлений. Для его вывода рассмотрим следующий вообралоемый процесс. Над жидкостью, помещенной в прямоугольном сосуде, имеется два отделения, содержащие практически нерастворимый в жидкости газ (рис. Х.7). В левом отделении концентрация газа С, а в правом С+ДС. Соответственно жидкость в обоих отделениях имеет различные значения а. [c.227]

Между поверхностным натяжением и адсорбцией есть связь, описываемая уравнением Гиббса, являющимся одной из основ всей области поверхностных явлений. Чтобы понять физический смысл этой связи, рассмотрим сначала следующий простой случай. Пусть над жидкой поверхностью имеются два отделения, (рис. ХУ.8), в которых находится некоторое газообразное веще- [c.311]

Связь между избыточным количеством вещества, приходящимся на единицу новерхности, — адсорбцией Г моль/см — и способностью вещества снижать поверхностное натяжение ст разбавленных растворов описывается уравнением Гиббса в следующей форме [c.73]

Наличие электрической компоненты изменяет свободную поверхностную энергию а, численно равную поверхностному натяжению , что весьма существенно, например, при изучении адсорбции, а также процессов разряда и осаждения ионов на электродах. Поэтому изучение связи между а и параметрами ДЭС существенно для электрохимии. [c.193]

Между поверхностным натяжением и адсорбцией есть связь, описываемая уравнением Гиббса, являющимся одной из основ всей области поверхностных явлений. [c.407]

Величины адсорбции компонентов раствора Г, и поверхностное натяженне связаны между собой фундаментальным адсорбционным уравнением Гиббса [c.10]

Найдем связь между величиной адсорбции Г и поверхностным натяжением а . Следуя Гиббсу, будем рассматривать поверхностный слой как новую фазу. Пусть N1 — избыток концентрации -той компоненты в этой фазе. Тогда изменение свободной энергии фазы есть [1 ] [c.443]

В общем распределения компонентов с,(х) около границы неизвестны, и поэтому прямые вычисления их избытков и адсорбций по Гиббсу невозможны. Фактически приведенные выше соотношения представляют интерес только как определения понятий поверхностный избыток и адсорбция по Гиббсу и ряда других избыточных экстенсивных (зависящих от размера системы) функций гетерогенной системы. К числу таковых, наравне с адсорбцией, относятся избыток энергии Гиббса и избыток энтропии. Прикладное значение величин гиббсовской адсорбции и других избытков состоит в том, что они могут быть связаны между собой и с экспериментально определяемыми величинами с помощью термодинамических уравнений, и, таким образом, искомая термодинамическая функция, например изотерма адсорбции, может быть выражена через другую, доступную экспериментальному определению термодинамическую функцию, например изотерму поверхностного натяжения. [c.551]

Высоцкий и Шаля (111) высказали предположение, что влияние адсорбированных катионов металлов промывной жидкости на пористую структуру силикагеля не ограничивается облегчением агрегации мицелл и укреплением скелета гидрогеля. Адсорбция катионов влечет за собой, по мнению этих авторов, уменьшение стягивающего действия капиллярных сил, зависящих не только от поверхностного натяжения интермицеллярной жидкости, но также и от интенсивности смачивания ею мицелл. Свое заключение они основывают на обнаруженной ими связи между структурой силикагеля и теплотами гидратации катионов чем меньше теплота гидратации в ряду исследованных ими катионов Н" > Са " > Na" > К" , тем более крупнопористым получается силикагель, тем меньше его поверхность. [c.30]

Связь между поверхностным натяжением, адсорбцией ПАВ и его концентрацией в растворе устанавливает фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Для /-компонентного раствора оно имеет вид [c.99]

Современные взгляды на эмульсии вообще, и на битумные эмульсии - в частности, базируются на теории адсорбционной оболочки, выдвинутой в 1913 году Банкрофтом. Подробно эта теория рассмотрена в упоминавшемся раннее труде Клейтона , мы же лишь кратко остановимся на-основных ее положениях.Учение об эмульсиях, созданное Банкрофтом, основано на более ранней теории поверхностного натяжения Доннана - в той ее части, где утверждается, что изменения поверхностного натяжения на поверхности раздела масло - вода протекает параллельно с изменением электрического потенциала... и возможно здесь играет роль избирательная адсорбция ионов . В понимании Доннана и его последователей эмульгированные шарики масла окружены очень вязкой или даже желатинообразной оболочкой , которая препятствует их слиянию. Эти оболочки появляются благодаря адсорбции, которая происходит при понижении поверхностного натяжения на границе масло - вода, т.е. эмульгирование тесно связано с низким поверхностным натяжением между маслом и эмульгатором . Льюис, Эллис и другие исследователи расширили теорию поверхностного натяжения, связав ее с адсорбцией, электрическим зарядом и коагуляцией. Пикеринг в 1910 году важнейшим фактором эмульгирования (помимо высокой вязкости и низкого поверхностного натяжения) назвал присутствие тонко раздробленных, нерастворимых в дисперсионной среде частиц, которые обволаки- [c.14]

Вопрос о возможности прп , екг ть уравнение типа уравнения Лэнгмюра к адсорбции на границе жидкость — пар представляет значительный интерес. Уравнение Гиббса указывает на связь меж ду поверхностным натяжением и концентрацией, но эта связь вы ражена в дифференциальной фор -, е п для интегрирования требу ется знание вида функции о = /(с]. Еще в начале XX в. Шишков ский, изучая поверхностное натяжение растворов жирных кислот показал, что между концеитрацие раствора и поверхностным натяжением а существует завнснн -ность, которую можно выразить уравнением [c.275]

Другие теории адсорбции органических веществ ira электродах отличаются от теории Фрумкина либо видом уравне ия состояния, передающего связь между поверхностным натяжением и поверхностной концентрацией, либо типом изотермы адсорбции, описывающей зависимостз поверхностной концентрации органического вещества от его концентрации в объеме. Кроме того, в теории Фрумкина в качестве параметра, характеризующего электрическое состояние электрода, выбран потенциал. По Парсонсу, Деванатхаиу и ряду других ученых, таким параметром должен быть не потенциал, а заряд поверхности электрода. [c.248]

Примером иоверхностно-инактивных веществ по отношению к воде являются неорганические соли, которые сильно гидратируются. Они взаимодействуют с водой сильнее, чем молекулы воды между собой. Вследствие этого они имеют отрицательную адсорбцию Г С 0. При добавлении неорганических солей к воде поверхностное натяжение повышается. Но в связи с тем что адсорбция отрицательна, увеличение концентрации в поверхностном слое отстает от роста ее в объеме. Поэтому поверхностное натяжениг раствора с увеличением концентрации иоверхностно-инактивных веществ растет очень медленно (см. рис. 11.6). [c.41]

Сущность работы. Уравнение Гиббса (13) определяет связь между поверхностным натяжением раствора и его концентрацией. Поэтому, измеряя при постоянной температуре поверхностное натяжениё растворов какого-либо ПАВ, обладающих известными, но различными концентрациями, можно получить функцию 0=1 (с). Из этой функции можно рассчитать адсорбцию Г и ее связь с концентрацией раствора, т. е. получить другую функцию Г = ф(с). Таким образом, экспериментальное определение поверхностного натяжения растворов ПАВ различной концентрации позволяет построить две изотермы а) поверхностного натяжения б) адсорбции. [c.41]

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]

В то же время, для некоторых классов органических соединений (например, серусодержащих), не обнаружено связи между понижением ими поверхностного натяжения на ртутп и защитными свойствами по отношению к железу, т. е. адсорбция этих соединений зависит не только от свойств адсорбирующихся частиц, но и от химической природы металла. Было установлено также, что серусо-держащие соединения на железе хемосорбируются. Таким образом, для химически адсорбирующихся ингибиторов перенос данных электрокапиллярных измерений на ртути на реально корродирующие металлы затруднителен. Причины различий в адсорбционном поведении некоторых ингибиторов на ртути и на корродирующих металлах рассмотрены в [19]. По мнению А. Н. Фрумкина, перенос данных, полученных на ртути, на другие металлы должен осуществляться с большей осторожностью. [c.23]

Скорость зародышеобразования можно существенно изменять введением в раствор различных примесных добавок, в первую очередь добавок поверхностно-активных веществ. Общепринято, что действие этих веществ связано с их адсорбцией на поверхности субмикрозародышей, препятствующей дальнейшему росту зародышей. Кроме того, они изменяют поверхностное натяжение а между раствором и поверхностью зародыша, увеличивая работу образования зародыша. [c.363]