Реферат: Влияние поверхностного потенциала воды на реологические свойства дисперсных систем
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОДЫ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Дисперсные системы относятся к гетерогенным системам и состоят из двух и более фаз [1]. Одна из фаз является сплошной и называется дисперсионной средой. Другие фазы раздроблены и распределены в первой; они называются дисперсными фазами. Дисперсные системы, в которых дисперсионной средой является вода, широко распространены в природе и играют важную роль в технике (кровь живых организмов, грязевые потоки, суспензии в производстве керамики и т.д.). Реологические свойства этих дисперсных систем в значительной степени зависят от свойств межфазной границы «вода - дисперсная фаза». Поэтому исследование этих зависимостей весьма актуально при решении ряда задач по регулированию свойств дисперсных систем.
При погружении частиц дисперсной фазы в водную среду происходит специфическая адсорбция всегда присутствующих в воде ионов Н 3
О +
и OH -
на поверхность. Величины адсорбции ионов Н 3
О +
и OH -
обусловлены особенностям химического состава, кристаллической структуры и состояния поверхности частиц дисперсной фазы. Свойства межфазных границ «вода – дисперсная фаза» зависят также от поверхностного потенциала воды. Известно, что в нейтральной среде поверхность воды имеет отрицательный потенциал -450 мВ, несмотря на то, что концентрация ионов [Н 3
О +
] равна концентрации ионов [OH -
][2]. Ионы OH -
по своему строению сильнее отличаются от строения молекул воды, чем ионы Н 3
О +
, что и объясняет их повышенную поверхностную активность (рис.1). Поэтому, как правило, поверхность частиц в дисперсных системах заряжается отрицательно, что способствует снижению вязкости дисперсных систем благодаря уменьшению сил межчастичного трения в результате действия кулоновских сил взаимного отталкивания между частицами.
Рис.1. Схема строения иона Н 3
О +
, молекулы воды и иона OH -
Соотношение ионов Н 3
О +
и OH -
, адсорбирующихся на поверхности воды, и, следовательно, потенциал поверхности воды, зависят от исходного соотношения ионов Н 3
О +
и OH -
в воде, т.е. от кислотности (рН) водной среды. Это подтверждается данными, приведенными на рис.2. Потенциал поверхности дистиллированной воды определяли по методике, описанной в работе [2]. Для изменения рН использовались водные растворы HCl и NaOH. Увеличение рН (щелочная среда) вызывает увеличение доли адсорбированных ионов OH -
и, соответственно усиливает отрицательный заряд на поверхности воды. В кислой среде происходит снижение и последующая инверсия поверхностного потенциала. Величину рН, соответствующую нулевому потенциалу поверхности воды (5,4), назовем точкой нулевого заряда (ТНЗ).
В технике часто приходится решать задачу получения стабильных концентрированных дисперсных систем (суспензий, шликеров) с низкой вязкостью. Это важно при операциях транспортировки дисперсных систем по трубопроводам, измельчения, сушки, формования и т.д. При этом необходимо предотвратить налипание дисперсных систем на стенки трубопроводов, реакторов и рабочие поверхности технологического оборудования. Похожие задачи встречаются и в медицине, например, снижения вязкости крови при высоком содержании эритроцитов и предотвращения формирования атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов.
Известно, что кровь человека и других живых организмов имеет щелочную реакцию. Отрицательный поверхностный потенциал поверхности воды обеспечивает формирование отрицательного потенциала на стенках кровеносных сосудов и поверхности эритроцитов. В результате снижается вязкость крови и вероятность формирования атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов из-за возрастания кулоновских сил отталкивания между отрицательно заряженными поверхностями. Аналогичные явления наблюдаются и в суспензиях керамических порошков. Как видно из данных, приведенных на рис.3, налипание суспензий Fe 2
O 3
на поверхности пластин стали и оргстекла происходит в кислой и нейтральной средах. В основной среде налипания не происходит, а имеет место даже “растворение” налипшей массы и очистка пластин. В щелочной среде повышается седиментационная устойчивость суспензии и снижается вязкость.
Концентрация адсорбированных ионов зависит от кривизны поверхности. Вблизи поверхности частицы равновесная концентрация адсорбированных ионов H 3
O +
повышена по сравнению с плоской поверхностью на величину [3]:
где С 0
- концентрация адсорбированных ионов на плоской поверхности; V р
– равновесный объем иона; R – универсальная газовая постоянная; T – температура; Ds - понижение поверхностной энергии при адсорбции; r – радиус частиц.
Следовательно, потенциал поверхности частиц дисперсной фазы изменяется быстрее потенциала поверхности пластины. Поэтому в кислой среде, как правило, поверхность частиц имеет положительный потенциал, а на поверхности пластины еще сохраняется отрицательный потенциал, что служит причиной значительного возрастания налипания частиц к поверхности пластины.
Известно, что значительную роль в стабилизации свойств крови играют белковые вещества, являющиеся полиэлектролитами (альбумин, гепарин) и другие полиэлектролиты (например, цитрат натрия предотвращает сворачивание крови при хранении на воздухе) [4]. В технике также используются полиэлектролиты для стабилизации и снижения вязкости водных суспензий и шликеров [3]. Эффективность полиэлектролитов объясняется формированием двойного электрического слоя на поверхности частиц дисперсной фазы в результате адсорбции полиионов.
Использование полиэлектролитов для снижения вязкости суспензий может значительно влиять на процессы налипания. В частности, аммонийные соли поликислот (цитрат аммония, полиакрилат аммония и т.д.) неустойчивы и могут разлагаться с выделением аммиака [3]. В результате в суспензиях формируется кислая среда, значительно ускоряющая процессы налипания. Поэтому в керамическом производстве предпочтительнее использование устойчивых солей поликислот (например, триэтаноламиновые соли, натриевые и т.д.). Причем, содержание щелочи должно несколько превышать стехиометрический состав с целью формирования основной среды и уменьшения налипания. В случае использования солей полиоснований (полиэтилениминацетат, поливиниламин хлорид и т.д.) для формирования основной среды количество вводимой кислоты должно быть меньше стехиометрического состава.
В заключении следует отметить важную роль полученных результатов при разработке лекарственных средств для снижения вязкости крови и предотвращения формирования атеросклеротических бляшек. Эффективные препараты можно создать с использованием полиэлектролитов, обеспечивающие стабильность рН крови вблизи 7,36 благодаря большой буферной емкости.
Рис.2. Влияние рН на потенциал поверхности воды
Рис.3. Зависимость массы налипшего слоя на поверхности пластин из стали (1) и оргстекла (2) при их погружении в суспензию частиц оксида железа с содержанием твердой фазы 70% масс. и средним размером часмтиц 1 мкм от рН среды
Название: Влияние поверхностного потенциала воды на реологические свойства дисперсных систем
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат
Добавлен 03:35:36 25 августа 2005 Похожие работы
Просмотров: 930
Комментариев: 16
Оценило: 6 человек
Средний балл: 4.2
Оценка: 4 Скачать
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Реферат: Влияние поверхностного потенциала воды на реологические свойства дисперсных систем
Дипломатическая переписка и ее роль в дипломатической практике.
Реферат: Переливание крови: основные действия и последовательность их выполнения
Реферат: Бразильская партия
Стратегический Потенциал Организации Курсовая
Реферат по теме Субъекты экологических правоотношений
Доклад по теме Метод прогнозирования эффективности выступления спортсменов
Контрольная работа по теме Психология как наука: объект, предмет, методы исследования. Место психологии в системе наук
Реферат по теме Оливы
Реферат: Банковские риски 5
Сочинение Образ Петербурга В Повести Портрет
Контрольная Работа По Теме Пушкин Дубровский
Доклад: Герцык А.К.
Реферат По Физкультуре На Тему Пятиборье
Перспективы Развития Налоговой Политики России Курсовая
Дипломная работа по теме Устройство полов из керамической плитки с применением механизации
Полное Собрание Сочинений В 33 Томах
Реферат по теме Правила погрузки и разгрузки грузов
Курсовая работа: Основи обліку готової продукції рослинництва
Дипломная работа по теме Совершенствование малого бизнеса в муниципальном образовании
Курсовая работа по теме Системный анализ проблем национальной безопасности
Реферат: Работа с HTTP протоколом в Delphi
Доклад: Bachman-Turner overdrive
Реферат: Информация для служебного пользования