химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

нцентрация, при которой пенообразователь наиболее эффективен. Обычно наиболее устойчивые пены образуются при некоторой средней, но в общем небольшой концентрации спирта

или кислоты. На рис. XII, 9 приведена изотерма, характеризующая зависимость продолжительности существования пены от концентрации изо-амило-вого спирта.

Рис. XII, 9. Зависимость времени жизни пены т от концентрации изо-амилового спирта с.

Мыла дают гораздо более устойчивые пены, чем спирты и кислоты, очевидно благодаря наличию в их молекулах ионо-генной группы. Так же, как для спиртов и кислот, максимальная устойчивость пены отвечает мылам со средней длиной углеводородного радикала и их растворам средней концентрацич.

Иначе ведут себя высокомолекулярные пенообразователи. Время существования пен в этом случае очень велико и может составлять в обычных условиях сотни и даже тысячи секунд. При этом время существования пен всегда тем больше, чем выше концентрация высокомолекулярного пенообразователя.

Помимо природы и концентрации пенообразователя на устойчивость пены влияют температура, вязкость дисперсионной среды, введение в жидкую фазу электролитов и рН среды. К сожалению, точных данных о влиянии этих факторов на устойчивость пен очень мало. Повышение температуры обычно неблагоприятно сказывается на устойчивости пены. Действие повышения температуры

1

\

можно объяснить десорбцией пенообразователя с межфазной поверхности и понижением вязкости дисперсионной среды, что способствует более быстрому стеканию жидкости в пленке. Повышение температуры, очевидно, вызывает более быстрое разрушение пены и вследствие того, что ускоряется испарение дисперсионной среды и пленка обезвоживается. Введение в жидкую фазу не разрушающих пену электролитов уменьшает устойчивость пен, образованных низкомолекулярными пенообразователями. Повышение вязкости среды всегда подвышает устойчивость пен.

Весьма интересны исследования над «черными» пленками, начатые еще Перреном. Если наблюдать отдельную свободную пленку (или пузырек), образованную из достаточно концентрированного раствора мыла (например, олеата натрия), то легко заметить, что пленка постепенно становится все более тонкой, меняя цвета интерференции. После достижения толщины в 1000 А пленка становится белой. При дальнейшем утоньшении пленки количество отраженного света уменьшается, пленка становится серой, а отдельные ее участки приобретают неодинаковую толщину.

Существенно, что неодинаковое утоньшение пленки, образованной из концентрированных мыльных растворов, происходит ступенеобразно. В наиболее тонких участках пленка приобретает совершенно черный цвет.

Веллс провел ряд измерений толщины мыльных пленок с помощью интерферометрических и колориметрических методов и нашел, что толщина черной пленки в несколько раз меньше толщины наиболее тонкой части обычной пленки, что согласуется с опытами Перрена. Минимальная толщина черной пленки составляла 42—45 А, ч"то соответствует примерно удвоенной длине молекулы олеата натрия.

Шелудко и Эксерова (1961 г.) и Дюйвис (1962 г.) провели точные исследования толщины черной пленки, полученной из растворов поверхностно-активных веществ, и подтвердили результаты предыдущих исследований. Было найдено, что тончайшая пленка, полученная из раствора олеата натрия, имела толщину 40 А, в то время как толщина пленки, полученной из растворов смачивателей ОП-7 и ОП-20, составляла 85 и 100 А соответственно. Толщина этих пленок примерно в два раза больше длины молекулы поверхностно-активного вещества. Следует заметить, что такая малая толщина получается только при достаточной концентрации электролита в растворе. Если содержание электролита слишком мало, то образуются более толстые пленки, причем их равновесная толщина уменьшается постепенно с увеличением содержания электролита в полном соответствии с теорией ДЛФО.

Выше мы принимали, что при хранении пены отдельные ее пузырьки лопаются и в результате этого пена полностью разрушается. Однако, как показывает опыт, при хранении пены может происходить не только разрушение пузырьков, но и изменение их размеров. При этом размеры мелких пузырьков всегда

уменьшаются, а крупных — увеличиваются. Причина этого явления заключается в том, что по законам капиллярности газ, находящийся в мелких пузырьках пены, испытывает большее давление, чем газ, заполняющий крупные пузырьки. Давление стремится вы-равняться путем диффузии газа через жидкую пленку, что приводит к уменьшению размеров мелких пузырьков и увеличению размеров больших пузырьков (Де Фриз, 1957 г.). Это явление напоминает изотермическую перегонку, когда более крупные капельки жидкости растут за счет более мелких вследствие того, что в последних жидкость обладает большим давлением пара. Подобное старение пены играет особенно большую роль, когда пленка пены весьма устойчива и разрушение пены обычным образом не происходит (например, для пен, полученных из каучукового латекса).

Старение пены сопровождается также и уменьшением общего ее объема. Причина этого вполне понятна, если учесть, что газовую фазу над пеной надо рассматривать как один бесконечно большой пузырек, в который путем диффузии газ будет переходить из отдельных пузырьков пены. Де Фриз установил, что в стареющей пене квадрат радиуса малых пузырьков линейно уменьшается со временем. Такой вывод полностью отвечает теории, развитой на основе указанных выше представлений.

Причины устойчивости пен. Устойчивость пен можно объяснять разными факторами, а именно действием так называемого эффекта Гиббса, наличием у пленки сравнительно высокой поверхностной вязкости или особых механических свойств (структурно-механический фактор устойчивости) и существованием в приповерхностном слое пленки гидратных или двойных электрических слоев, препятствующих ее утоньшению (термодинамический фактор устойчивости). Рассмотрим последовательно эти три фактора устойчивости пены.

Пленки пены при ее получении путем пропускания через жидкость пузырьков воздуха, а также при медленном уменьшении объема пены в результате сжатия отдельных ее пузырьков или их разрушения испытывают локальные деформации и поэтому должны хорошо переносить как сжатия, так и растяжения. Можно было бы считать, что легкой деформируемости пены и ее прочности должно способствовать малое поверхностное натяжение на границе пенообразующая жидкость—воздух. Однако это не так. Опыт показал, что для устойчивости пены имеет значение не столько малое поверхностное натяжение, сколько способность жидкой пленки легко и быстро изменять его значение. Чтобы выдержать локальные деформации без разрыва, пленка должна обладать способностью повышать поверхностное натяжение при локальных растяжениях и уменьшать его при локальных сжатиях. Этими изменениями компенсируются локальные деформации и разности в напряжениях, возникающих в разных участках пленки, и обеспечивается ее прочность. Гиббс называл эту способность эффективной упругостью пленки. Ее причина заключается в том, что если один участок пленки подвергается, например, растяже

страница 140
< 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
прокат ноутбуков
билеты в цирк на вернадского
взыскание морального вреда отцу ребенка погибшего при родах
обучение работать на программе corel drayv

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
(08.12.2016)