химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

е чего они приобретают форму многогранников (полиэдров), разделенных тонкими пленками — прослойками дисперсионной среды. Такая эмульсия при рассматривании в микроскоп, как это видно из рис. XII, 1е, напоминает соты. Вследствие плотной упаковки капе лек высококонцентрированные эмульсии не способны к седиментации и обладают механическими свойствами, сходными со свойствами гелей. Последняя особенность и привела к тому, что высококонцентрированные эмульсии иногда называют желатинированными.

Высококонцентрированные эмульсии в некоторых условиях можно приготовить с очень большим содержанием дисперсной фазы и соответственно с ничтожным содержанием дисперсионной среды. Например, эмульгируя бензол в 1%-ном растворе олеата натрия, удается получить эмульсию, содержащую выше 99 объемн.% дисперсной фазы. В таких предельно концентрированных эмульсиях раствор эмульгатора находится между частицами дисперсной фазы в виде тончайших пленок. По данным Л. Я. Кремнева, толщина таких пленок может достигать 100 А и даже меньше в зависимости от природы эмульгатора.

Естественно, что особые механические свойства высококонцентрированных эмульсий проявляются в тем большей степени, чем выше их концентрация. Так, подвижность эмульсий м/в с содержанием дисперсной фазы, немного превышающим 74 объемн. %, еще достаточно высока. Эмульсии же, содержащие 95% углеводорода, обладают уже свойствами, подобными свойствам геля, например их можно резать ножом.

Агрегативная устойчивость эмульсий и природа эмульгатора

Эмульсии, как и все коллоидные и микрогетерогенные системы, агрегативно неустойчивы из-за избытка свободной энергии на межфазной поверхности. Агрегативная неустойчивость эмульсий проявляется в самопроизвольном образовании агрегатов капелек с последующим слиянием (коалесценцией) отдельных капелек друг с другом. В пределе это может приводить к полному разрушению эмульсии и разделению ее на два слоя, из которых один соответствует жидкости, образующей в эмульсии дисперсную фазу, а другой — жидкости, являющейся дисперсионной средой.

Агрегативную устойчивость эмульсий характеризуют либо скоростью расслаивания эмульсии, либо продолжительностью существования (временем жизни) отдельных капелек в контакте друг с другом или с межфазной поверхностью.

По первому методу находят объем дисперсной фазы (или дисперсионной среды), отслоившейся за определенное время с момента приготовлешп эмульсии. Откладывая значения объема, выраженного в процентах от объема всей эмульсии, по оси ординат, а соответствующее время по оси абсцисс, можно получить

кинетическую кривую, характеризующую устойчивость эмульсии.. Так как при разрушении эмульсии в цилиндрическом сосуде объем выделившейся фазы пропорционален высоте соответствующего-слоя жидкости, то вместо объемов можно пользоваться высотой образовавшегося слоя той или иной фазы.

Если количество выделившейся фазы пропорционально времени, то устойчивость эмульсии- "Можно также характеризовать, временем ее существования т. Это время можно найти по уравнению:

т = Я/« (XII, 1>

где и — высота столба эмульсии; и — скорость выделения фазы.

Время жизни капельки эмульсии определяют по времени существования капли у межфазной поверхности обеих жидкостей. Например, если хотят определить время жизни капли бензола в воде

в присутствии эмульгатора, то , слой бензола наслаивают на слой воды и с помощью пипетки осторожно наносят каплю воды на

l_ _1Л_н2СЦ

НоО

Рис. XII, 2. Определение времени жизни капель эмульсии.

межфазную поверхность со стороны бензола, как это показано на рис. XII, 2а. Подобным же образом наносят каплю бензола на межфазную поверхность со стороны водного слоя с помощью пипетки с загнутым концом снизу (рис. XII,26). В обоих случаях регистрируют время, которое проходит с момента нанесения капли до момента ее коалесценции с соответствующей фазой. Это время обычно связано с устойчивостью эмульсии. Если при получении эмульсии применяли водорастворимый стабилизатор, устойчивость капли бензола у межфазной границы в водном растворе стабилизатора всегда выше устойчивости капли раствора стабилизатора в бензоле. Это показывает, что при применении водорастворимого эмульгатора образуется эмульсия типа м/в. Если применяли эмульгатор, растворимый в бензоле, результаты обратные, т. е. при таком стабилизаторе образуется эмульсия типа в/м. О причинах образования в первом случае эмульсии типа м/в, а во втором — типа в/м будет сказано ниже.

На агрегативную устойчивость эмульсий сильнее всего влияют природа и содержание в системе эмульгатора. С термодинамической точки зрения эмульгатор, адсорбируясь на межфазной границе, понижает межфазное поверхностное натяжение и в отдельных случаях может приводить даже к образованию равновесных коллоидных систем (эмульсии, получаемые из эмульсолов). Другое объяснение заключается в том, что при наличии стабилизатора на границе раздела фаз между капельками возникают силы отталки» вания (энергетический барьер). Повышение в известных пределах ' концентрации эмульгатора в системе способствует устойчивости эмульсии.

Природа эмульгатора определяет не только устойчивость, но и тип эмульсии. Опыт показывает, что гидрофильные эмульгаторы, лучше растворимые в воде, чем в углеводородах, способствуют образованию эмульсии типа м/в, а гидрофобные (или олеофильные) эмульгаторы, лучше растворимые в углеводородах, — эмульсий типа в/м (правило Банкрофта). Это вполне понятно, так как эмульгатор препятствует слипанию, или коалесценции, капелек, только тогда, когда он находится у поверхности с наружной стороны капельки, т. е. лучше растворяется в дисперсионной среде.

В качестве эмульгаторов могут применяться самые различные по природе вещества: поверхностно-активные вещества, молекулы* которых содержат ионогенные полярные группы (мыла в широком смысле слова), неионогенные поверхностно-активные вещества, высокомолекулярные соединения. Эмульгирующей способностью* обладают даже порошки. Стабилизация более или менее концентрированных эмульсий с помощью обычных неорганических электролитов невозможна вследствие недостаточной адсорбции их ионов на межфазной границе неполярный углеводород — вода.

Эффективность эмульгатора характеризуют специальным числом— г_и др о ф и л ьн о - л и п о ф и л ь и ы м балансом (ГЛБ). Если число ГЛБ лежит в пределах 3—б, образуется эмульсия в/м. Эмульгаторы с числом ГЛБ 8—13 дают эмульсию м/в. Изменяя* природу эмульгатора и его концентрацию, можно добиться обращения фаз эмульсии. Более подробно о ГЛБ сказано в гл. XIII.

Стабилизующее действие мыл и мылоподобных веществ на-эмульсии типа м/в в настоящее время объясняется несколькими! ' факторами устойчивости.

Первый фактор — электрический заряд, возникший на поверхности капелек эмульсий, стабилизованных ионогенными мылами при адсорбции органических ионов мыла. В результате образуется двойной электрический слой, аналогичный тому, который существует на поверхности частиц типичных гидрофобных золей. Этот-двойной слой и обуславливает устойчивость эмульсий. Поэтому пря

страница 133
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
цветы с макарони
кинотеатр в спальне
курсы наращивания ногтей в подольске
заказ автобуса 30 мест

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)