Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов Ю. Г. -> "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" -> 80

Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.

Фролов Ю. Г., Гродский А. С, Назаров В. В., Моргунов А. Ф., и др. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Под редакцией Ю. Г. Фролова и А. С. Гродского — М.:«Химия», 1986. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): praktikum-colloid.djvu
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 97 >> Следующая

Используя геометрические правила Плато, можно предсказать наиболее вероятную форму ячейки пены. Она представляет собой пентагональный додекаэдр (рис. 52,6)—¦ фигуру, ограниченную 12 пятиугольными гранями. Характерно, что поверхность пенных пленок в этом случае не имеет кривизны. Состояние такой пены близко к равновесному, и поэтому она наиболее устойчива.
Для шаровых пен различают седиментацнонную и агрегативную устойчивость. По мере превращения шаровой пены в связную, полиэдрическую, понятие седиментацион-ной устойчивости применительно к ней теряет обычный смысл.
Агрегативная устойчивость пен характеризуется скоростью укрупнения частиц дисперсной фазы за счет коалесценции и изотермической перегонки. Стабилизация пен достигается с помощью ПАВ. В зависимости от природы ПАВ и свойств образуемых ими адсорбционных слоев, устойчивость пен обусловливается действием общих для дисперсных систем факторов стабилизации (ионно-электростатический, структурно-механический барьер и др.) и специфическим для пен и эмульсий эффектом Гиббса — Марангони.
Эффект Гиббса— Марангони заключается в следующем. Тонкие пленки, содержащие ПАВ, способны реагировать на локальные изме-
Рис. 52. Элемент шаровой пены из трех пузырьков (а) и элементарная ячейка полиэдрической пены (б).
175
нения толщины пленки. Течение жидкости в поверхностных слоях пленки приводит к уносу ПАВ и, следовательно, к увеличению поверхностного натяжения. Это вызывает возникновение двухмерного давления, направленного в сторону, обратную течению (эффект Марангони). Вместе с тем увеличение 0 повышает упругость пленки, препятствующую механической деформации пленки (эффект Гиббса). Поэтому в присутствии ПАВ утончение пленок происходит только по механизму вытекания жидкости между адсорбционными слоями ПАВ. При малой толщине зазора этот процесс идет со сравнительно малой скоростью.
В пенах (особенно в шаровых) кривизна отдельных участков неодинакова. Следовательно, жидкость в пленках и каналах находится под различным давлением. В результате происходит разрушение пены. Разрушение пены происходит по трем механизмам: а) вытекание жидкости из пены (синерезис), обусловливающее утончение пленок без изменения объема пены; б) укрупнение больших ячеек пены и исчезновение маленьких из-за диффузии газа через пленки; в) разрыв пленок, приводящий к разрушению пены. Преобладание одного или другого механизма зависит от многих факторов.
Свойства пен обычно характеризуют следующими параметрами: 1) кратностью — отношением объема пены к объему раствора, пошедшего на образование пены; 2) стабильностью — временем существования элемента пены (пузырька, пленки) или определенного объема пены; 3) дисперсностью — распределением пузырьков по размерам, или средним размером пузырьков.
Важнейшим свойством пены является пониженное (по сравнению с атмосферным) равновесное капиллярное давление в каналах Плато — Гиббса ра, определяемое высотой столба пены к:
Ра = Р1, + Р8к (у1Л6>
где рь — давление в нижнем слое пены; р — плотность раствора.
Капиллярное давление измеряют с помощью прибора, изображенного на рис. 53. Установка состоит из и-образного водяного манометра /, цилиндра с поршнем 2 (шприца) и капиллярной трубки 3 с приваренной пористой мембраной 4. На трубке 3 на высоте 10 см от мембраны нанесена метка 5.
Измерение проводят следующим образом. Трубку 3 опускают в стакан с раствором ПАВ на глубину 0,2— 0,5 см и при помощи поршня 2 уровень мениска раствора в капиллярной трубке 3 совмещают с меткой. Значение пониженного давления, регистрируемое манометром /, является началом отсчета ро- Затем стакан с раствором ПАВ заменяют стаканом с
Рис. 53. Установка для измерения капиллярного давления в каналах Плато — Гиббса:
; — манометр; 2 — поршень шприца; 3 —капиллярная трубка; 4— пористая мембрана; 5 — мет.^а.
176
пеной и трубку 3 опускают в пену на глубину 1 см. При соприкосновении с пеной из-за пониженного давления в пенных каналах жидкость стремится перейти из трубки 3 в пену, и следовательно, мениск жидкости в трубке 3 опускается. Перемещая поршень 2, создают дополнительное разрежение над мениском, добиваясь, чтобы жидкость из капилляра не вытекала в пену, но при этом и не отсасывалась из нее. Это давление р регистрируют по манометру /.
Кинетические измерения давления в пенных каналах проводят до получения постоянного значения р, соответствующего максимуму утончения пленки, поскольку в процессе старения пен в результате их утончения кривизна пенных каналов увеличивается, а давление в каналах Плато — Гиббса уменьшается. Равновесное капиллярное давление ра находят как разность давлений р и р0.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Для проведения работы необходимы:
Прибор для определения поверхностного натяжения. Установка для измерения капиллярного давления в пене. Пеногенератор, например сосуд с барботером. Стеклянная кювета. Колбы емкостью 100 мл. Стаканы емкостью 150 мл. Пипетки емкостью 10 мл.
1 %-ный (об.) раствор пенообразователя, например САМПО — смеси вторичных алкилсульфатов и высших жирных спиртов.
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 97 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed