химический каталог




ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ (от греческого lyo -растворяю, philed - люблю и phobos - страх), характеристики межмолекулярного взаимодействия вещества и среды (например, воды, углеводорода), в которой оно находится. В случаях, когда средой служит вода, используют обычно термины "гидрофильность" и "гидрофобность" (от греческого hydor - вода), а если средой является углеводород (масло, жир) - термины "олео(или липо)фильность" и "олео(липо)фобность" (от латинского oleum и греческого lipos - масло). Если вещество и среда близки по строению молекул или молекулы вещества сильно взаимодействие со средой, например образуют водородные связи, то говорят о лиофильности, при слабом взаимодействие вещества и среды - о лиофобности. Мерой интенсивности межмол. взаимодействий может служить поверхностное натяжение g поверхности раздела вещества со средой; степень лиофильности тем выше, чем ниже g . Количеств. критерии перехода от лиофобности к лиофильности, характеристики и эксперим. методы определения степени ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. зависят от строения изучаемой системы. Можно выделить: плоские поверхности; частицы (порошки) и пористые тела; собственно дисперсные системы, прежде всего свободнодисперсные. Понятия ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. могут быть отнесены также к молекулам и их частям. Так, молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ) образованы гидрофильными полярными группами и олеофильными углеводородными цепями; соотношение между этими частями молекул ПАВ определяет их гидрофильно-липофильный баланс (см. также Эмульсии). ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. поверхности твердого тела количественно характеризуется краевым углом смачивания q (в воздушной среде); этот угол измеряется внутри жидкости (см., например, рис., а). Пов-сть лиофильна по отношению к нанесенной на нее жидкости при q < 90°. При этом поверхностное натяжение границы раздела твердого тела с жидкостью меньше, чем границы раздела твердое тело - воздух, и работы адгезии Wa и когезии Wk связаны соотношением Wa > Wk/2. Пов-сть тем более лиофильна, чем ниже q ; на предельно лиофильных поверхностях, когда Wa / Wk, происходит растекание жидкости. При q > 90° и Wa < Wk/2 поверхность лиофобна. Гидрофильными являются, например, поверхности оксидов металлов, силикатных и алюмосиликатных минералов, гидрофобными - поверхности парафина, фторопластов (см. подробнее Гидрофобное взаимодействие).

Смачивание водой гидрофильной - пов-ти (а) и избирательное смачивание oлeoфильной (гидрофобной) пов-ти (б); 1 - поверхность твердого тела.

Углеводороды, имеющие низкую работу когезии, растекаются по большинству поверхностей (за исключением фторопластов), поэтому олеофобность и олеофильность может быть охарактеризованы только по углу избирательного смачивания, который измеряется при нанесении капли одной жидкости (например, углеводорода) на поверхность раздела твердого тела с другой жидкостью (водой; рис., б); угол q отсчитывается в более полярной жидкости (воде). ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. отдельных частиц можно характеризовать их способностью удерживаться поверхностью жидкости (см. Флотация) или силами сцепления частиц при непосредств. контактировании в жидкости (см. Структурообразование в дисперсных системах), а порошка или дисперсной пористой структуры - скоростью и равновесной высотой пропитки жидкостью. При высокой удельная поверхности порошков и пористых тел ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. могут быть охарактеризованы их способностью адсорбировать пары жидкости, теплотами адсорбции и смачивания или соотношением теплот смачивания двумя жидкостями. Тепловые эффекты особенно велики для твердых тел, способных к сольватации средой и набуханию в ней; например, для крахмала отношение теплот смачивания водой и углеводородом может достигать 20. Степень лиофильности может быть также охарактеризована величиной "исключенного объема" жидкости (по изменению растворимости в ней различные веществ в присутствии твердых частиц), по увеличению гидродинамич. радиуса движущихся частиц; более детальные сведения о взаимодействие поверхности твердого тела со средой дают спектральные методы. ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. дисперсных систем - понятия, которые первоначально использовались для описания обратимости коагуляции дисперсных систем и их чувствительности к действию малых добавок электролитов; лиофильными коллоидами называют растворы высокомол. веществ. По современной определению, к лиофильным коллоидным системам (ЛФЛКС) относят термодинамически равновесные микрогетерог. системы, образование которых из макроскопич. фаз сопровождается понижением термодинамическое потенциала и может идти самопроизвольно (самопроизвольное диспергирование). Лиофобные системы термодинамически неравновесны вследствие значительной избытка энергии на поверхности раздела дисперсная фаза - дисперсионная среда. Термодинамич. равновесность ЛФЛКС определяется компенсацией поверхностной энергии энтропийным фактором, связанным с участием частиц дисперсной фазы в тепловом (броуновском) движении. Такая компенсация осуществляется, если поверхностное натяжение межфазной поверхности g 12 меньше критической величины g с = b kТ/d2, где k - постоянная Больцмана, Т - абс. температура, d - размер частиц, а коэффициент b , зависящий от концентрации коллоидной системы, равен 5-10; при комнатной температуре и d ~ 10-8 м, g с составляет сотые доли мДж/м2. В ЛФЛКС реализуется равновесное распределение частиц по размерам. Узкое распределение частиц по размерам и высокое равновесное содержание вещества в коллоиднодисперсном состоянии (высокая коллоидная растворимость) характерны для дисперсий мицеллoобразующих ПАВ (см. Мицеллообразование); в этих дисперсиях уменьшение размеров частиц вызывает резкий рост поверхностного натяжения. Образование равновесной коллоидной системы при высокой мол. растворимости происходит в критической системах. Лиофобные дисперсные системы образуются в результате конденсации вещества из гомог. фазы (например, из пересыщенного раствора) или при диспергировании макроскопич. фаз путем механические измельчения либо электрораспыления, что требует значительной затрат энергии. Возможно диспергирование и без внешний воздействия ("квазисамопроизвольное" диспергирование). Так, если поверхностная энергия границ зерен в поликристаллич. твердом теле больше или равна удвоенной энергии границы раздела твердое тело - жидкость (условие Гиббса - Смита), жидкая фаза распространяется по границам зерен с образованием дисперсной системы, в которой частицы разделены тонкими (10-7-10-8 м) жидкими прослойками. Принципиальная термодинамическое неустойчивость лиофобных систем обусловливает протекание в них процессов, ведущих к изменению их строения и разрушению: коагуляции, коалесценции (см. Эмульсии, Пены), диффузионному переносу вещества от малых частиц к более крупным, седиментации. При высокой лиофильности частиц система может быть термодинамически устойчивой к коагуляции; если при этом вещество дисперсной фазы нерастворимо в дисперсионной среде, свойства дисперсии сходны со свойствами ЛФЛКС, в частности подобные "псевдолиофильные" системы могут возникать путем пептизации гелей и скоагулированных осадков, близкой по природе к самопроизвольному диспергированию. Управление ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. осуществляется химический модифицированием поверхности, например "прививкой" к поверхности твердого тела лиофильных или лиофобных функциональных групп, а также введением в систему ПАВ, изменяющих характер взаимодействие на межфазной поверхности. В зависимости от природы ПАВ возможна как частичная или полная лиофилизация, так и лиофобизация. Особенно эффективная лиофилизация достигается при образовании на поверхностях частиц так называемой структурно-механические барьера - плотных слоев низко- или высокомол. ПАВ, которые имеют лиофильную наружную поверхность и способны противостоять механические воздействию при приближении частиц друг к другу. Регулирование ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. позволяет управлять свойствами поверхностей и дисперсных систем и широко используется во многие областях техники и технологии. Понятие о ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. введено в 1909 Г. Фрёйндлихом как обобщение понятия "гидрофильность и гидрофобность", предложенного Ж. Перреном в 1905; большой вклад в развитие учения о ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ и л. внесен М. Фольмером, П. А. Ребиндером, А. В. Думанским, Ф. Д. Овчаренко, Е. Д. Щукиным, А. ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ Русановым и др.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Рекомендуем кликнуть и получить скидку в KNS по промокоду "Галактика" - MSI RX 470 Armor 4G OC - федеральный супермаркет компьютерной техники.
мюзикл киркорова regbnm ,bktns
кухонная посуда купить
ремонт увлажнителя воздуха в москве в щербинки

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
(27.02.2017)