химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ят, что она обладает большим избирательным смачиванием по отношению к данной поверхности.

Избирательное смачивание было исследовано П. А. Ребинде-ром. Рассмотрим это явление более подробно. Представим себе, что поверхность твердого тела находится в соприкосновении с полярной водой и каким-нибудь неполярным углеводородом. Тогда, если вода избирательно смачивает поверхность, т. е. если краевой угол в, образуемый со стороны воды, <90°, а значение В — — cos 6 > О, поверхность называют гидрофильной. Согласно уравнению (VI, 9) этот случай имеет место при условии, когда 0*2, з > >>ai, з или когда 0*2,3 — 0*1, з >• 0. Избирательное смачивание водой наблюдается обычно'когда разность полярностей между водой и твердым веществом меньше, чем между неполярным углеводородом и твердым веществом. К веществам с гидрофильной поверхностью относятся вещества с сильно выраженным межмолекулярным взаимодействием, например кварц, стекло, корунд, гипс, малахит, т. е. силикаты, карбонаты, сульфаты, а также окиси и гидраты окисей металлов. Из органических веществ в качестве веществ с гидрофильной поверхностью можно указать целлюлозу.

Если же твердое тело лучше смачивается неполярным углеводородом, т. е. если для воды 9 > 90°, а значение В — cos 9 < 0, поверхность называют гидрофобной или олеофильной. Согласно уравнению (VI, 9) этот случай может наблюдаться лишь тогда, когда 0*2, з *< ел, з или когда 02,3 — з < 0. Избирательное смачивание неполярным углеводородом наблюдается тогда, когда разность полярностей между углеводородом и твердым веществом меньше, чем между водой и этим веществом. К веществам с гид* рофобной поверхностью относятся все углеводороды и другие органические соединения с большими углеводородными радикалами. Из неорганических соединений сюда надо отнести сульфиды тяжелых металлов, тальк, графит, серу.

При краевом угле, равном 90°, очевидно, будет наблюдаться промежуточный случай, когда избирательное смачивание отсутствует.

Интересно, что если все минералы разместить в ряд соответственно возрастанию их твердости, то этот ряд, как указал

П. А. Ребиндер, совпадает с рядом тех же минералов, расположенных по их избирательной смачиваемости водой. Минералы высокой твердости—кварц, корунд, алмаз — обладают очень высокой гидрофильностью.

Следует заметить, что во многих учебниках и монографиях гидрофильной или гидрофобной поверхностью называется поверхность, на которой вода образует, соответственно, острый или тупой краевой угол на границе с воздухом. Так определять гидрофильность или гидрофобность неправильно, поскольку большинство поверхностей дают с водой в атмосфере воздуха острые краевые углы. Иначе обстоит дело при избирательном смачивании поверхности водой в присутствии неполярной жидкости. В этом случае вода далеко не всегда образует острый краевой угол. Гидрофильные поверхности в этих условиях будут избирательно смачиваться водой, при этом краевые углы 9 <С 90°; однако если поверхности гидрофобные, углеводород частично вытесняет воду и для воды 6>90 °С.

Определение краевого угла. Для измерения краевого угла, образуемого жидкостью на твердом теле, на его поверхность наносят небольшую каплю жидкости и с помощью пучка света, направленного параллельно поверхности, проектируют боковое изображение капли на экран, затем на экране очерчивают контур капли, сидящей на поверхности твердого тела, и через точку, в которой соприкасаются все три фазы, проводят касательную к контуру капли. Угол наклона этой касательной и есть краевой угол.

Для измерения краевого угла, образуемого двумя несмешиваю-щимися жидкостями на поверхности твердого тела, пластинку из исследуемого вещества погружают в стеклянную кювету с более легкой жидкостью и затем на поверхность пластинки осторожно с помощью пипетки наносят каплю более тяжелой жидкости. Далее поступают так же, как и в предыдущем случае.

Помимо этого простейшего, но не очень точного метода определения краевого угла есть и другие, более точные, но и более сложные методы, которые рассматриваются в практикумах по коллоидной химии.

Следует заметить, что определить истинное значение краевого угла часто затруднительно по следующим причинам.

1. На краевой угол могут влиять следы веществ, загрязняющих поверхность. Резкое изменение смачивания происходит уже при образовании на поверхности мономолекулярного слоя, загрязняющего вещества, для чего нужны ничтожные его количества. По данным некоторых исследователей, на смачивание поверхности может сказываться даже контакт этой поверхности в течение некоторого времени с воздухом промышленных городов, всегда содержащим следы углеводородов.

2. Многие вещества, например металлы, хорошо окисляются и на их поверхности образуется тончайшая, трудно обнаруживаемая пленка окислов. Эта пленка также может сильно влиять на смачивание. Поэтому для определения краевого угла надо брать незагрязненные и неокислившиеся поверхности.

3. 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.

Явление гистерезиса наглядно проявляется в том, что краевой угол очень часто зависит от условия его образования. А именно, если каплю жидкости прижать к поверхности твердого тела, то краевой угол будет меньше, чем в том случае, если каплю осторожно нанести на поверхность. В капиллярах с неполностью смачиваемыми стенками вследствие гистерезиса жидкость поднимается на различную высоту в зависимости от того, поднимается ли жидкость свободно по капилляру, или же сначала заполняют капилляр и затем дают стечь жидкости до достижения равновесного положения.

Гистерезис является также причиной того, что краевой угол, образуемый при натекании жидкости, обычно гораздо больше, чем при оттекании. Последнее явление можно наблюдать, когда капли дождя стекают не по слишком чистому оконному стеклу, при этом капли как бы задерживаются и снизу образуют гораздо больший краевой угол, чем сверху,

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 жидкости, 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*.

* Более подробные сведения о гистерезисе смачивания можно найти в работах: П. А. Ребиндер и др. Исследования в области поверхностных явлений. М., ОНТИ. 1936, 299 с. '

4. На смачивание твердого тела может влиять шерохо

страница 52
< 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
профессиональная обувь для зала
Вешалка костюмная Мебелик ГАЛАНТ 323
esf dt-04 стол
батут купить цена

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
(04.12.2016)