Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Сорбированная вода
Сорбированная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Сорбированная вода
Cтраница 1
Сорбированная вода, содержащаяся в бумаге, служит неподвижной фазой, сама бумага - носителем. В качестве подвижной фазы применяется смесь органических жидкостей и воды в разных соотношениях. [1]
Сорбированная вода диссоциирует, и сила возникающего электрического тока служит мерой содержания влаги в пробе газа. Прибор градуирован в единицах содержания влаги на единицу газа. [3]
Сорбированной воды в сухом веществе может быть до 20 % от массы вещества, а иногда и более. [4]
Кластерообразование сорбированной воды в полимерах может быть вызвано двумя причинами. Важным признаком процесса кластерообра зования является помутнение ( окраска) пленок или покрытий, находящихся в контакте с водой. Это явление особенно характерно для эмульсионных полимеров, которые содержат водорастворимые примеси, например такие, как эмульгаторы и остатки инициаторов. Подобная форма ассоциации воды отличается от кластерообраования в гомогенных полимерных пленках. В связи с этим важно учитывать, что присутствие следов неизвестных гидрофильных примесей может внести существенные ошибки при интерпретации сорбционных измерений. [5]
Роль сорбированной воды в увеличении прочности брикета также не объясняется ее особыми свойствами. В данном случае необходимо иметь в виду два явления. При влагосодержаниях, превышающих объем мономолекулярной сорбции, связь между ассоциатами торфа осуществляется через несколько слоев молекул воды. При влагосодержаниях ниже UM в структуре брикета уменьшается число контактов между частицами вследствие компактной структуры последних и их слабой деформируемостью. Промежуточный случай - количество воды соответствует лишь мономолеку-лярно сорбированной - создает наиболее благоприятные условия для создания максимального количества прочных связей в образце. Сорбированная вода является дополнительными шарнирами во взаимодействии между макромолекулами торфа, и структура последнего сохраняет достаточную подвижность. При образовании непосредственных контактов в процессе прессования между макромолекулами торфа высвобождающиеся молекулы воды устанавливают связи между центрами сорбции, которые непосредственно не могут взаимодействовать из-за стерического фактора. [6]
Количество физически сорбированной воды определяли, высушивая образцы до постоянной массы при 150 С, а общее количество структурной воды - в результате прокаливания образна при 1000 С. [7]
Увеличение количества сорбированной воды свыше 4 молекул на большую полость приводит к возникновению на кривых ДТБ еще одного максимума, сдвинутого в область более низких температур. [9]
Определение плотности сорбированной воды проводят с применением пикнометрических жидкостей или газов с различными размерами молекул. Такой диапазон вполне объясним, если учитывать методику проведения измерений и свойства сорбента. [10]
Предполагается, что сорбированная вода в виниловых полимерах находится в ионизированном состоянии. [11]
Кривая зависимости количества сорбированной воды от относительного давления пара ( рис. 3.1) имеет сложный характер и может быть разбита на два основных участка. Первый участок ( р / р0 от 0 0 до - 0 4) сходен с обычной кривой, типичной для сорбционных процессов с заполнением свободной поверхности. [13]
Относительно плотности мономолекулярно сорбированной воды следует сразу сделать оговорку, что такое понятие не имеет физического смысла. В работе [10] показано, что плотность расположения сорбированной из пара-молекул воды на волокнистых сорбентах вдвое меньше плотности при покрытии их мономолекулярной пленкой. Это объясняется, в частности, тем, что в случае целлюлозы на каждом глюкозном кольце могут сорбироваться 3 молекулы воды. Это свидетельствует о дискретном распределении молекул сорбированной воды, так что плотность мономолекулярно сорбированной воды связана с суммарным объемом отдельных молекул, что является весьма условным понятием. [14]
Для исследования свойств сорбированной воды и механизма сорбции на различных материалах применялись калориметрический, диэлектрический, ЯМР, гелиево-пикнометрический методы. Установлено, что на ряде природных материалов процесс сорбции сопровождается эндо - и экзотермическими реакциями. Механизм начальной сорбции влаги в органических набухающих материалах происходит на функциональных полярных группах. Показано, что диэлектрическая проницаемость и плотность сорбированной воды меньше тех же свойств объемной влаги. Предложено уравнение сорбции для органических набухающих материалов, которые находятся в хорошем согласии с экспериментом. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Сорбированная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Сорбированная вода
Cтраница 4
К уло неметрические В.г.г.э., в к-рых количество сорбированной воды определяется в соответствии с законами Фарадея но количеству электричества, затрачиваемого на ее электролиз. [46]
По мере повышения влажности образцов увеличивается и подвижность сорбированной воды, а следовательно, и ее энтропия. Существует несколько особых значений влажности материалов, характеризующих определенное влажностное состояние вещества. [47]
Ниже рассматриваются две модели, позволяющие объяснить поведение сорбированной воды, которое приводит к наблюдаемому расщеплению спектра; при этом делается допущение, что поведение DjO такое же, как и обычной воды. В модели I каждая молекула вращается вокруг единственной оси, в данном случае оси волокон, так что протон-протонный вектор молекулы образует с осью вращения постоянный угол а. Выражение для расщепления линии принимает вид ЛЯ ( Зц / 2г3) ( 3 cos2 9 - I) ( 3cos2 - 1) и К может иметь любое значение от 0 до 3 N / r3, зависящее только от утла ос; 0 - угол между осью вращения диполь-дипольных векторов и направлением магнитного поля. Вторая предложенная модель ( модель II) исходит из быстрой переориентации диполь-дипольного вектора, для которого вероятность ориентации в направлении волокон несколько больше, чем в других направлениях. [48]
Таким образом, по нашему мнению, свойства сорбированной воды и ее роль в процессах структурообразования в торфе не требует придания ей особых свойств. Высокие конформационная подвижность и гидрофильность макромолекул органической части торфа, широкий диапазон пор в нем, полярность воды вполне объясняют приведенные выше аномальные явления в торфяных системах. [49]
С целью детального изучения механизма сорбции и структуры сорбированной воды были привлечены методы ядерного магнитного резонанса ( ЯМР) и диэлектрический. Методом спин-эхо было показано, что зависимость спин-спиновой релаксации Т2 от влагосодержания подобна изотерме сорбции ( десорбции) и имеет точки перегиба, соответствующие границам физико-химической, осмотической и капиллярной влаги в торфе. [50]
Сравнительно высокая поляризация ( высокая диэлектрическая проницаемость) сорбированной воды при заполнении самых узких пор силикагеля может быть понята в связи с тем, что в порах электростатическая составляющая адсорбционного потенциала уменьшается вследствие нейтрализующего действия противоположных стенок. Дисперсионная же составляющая, наоборот, аддитивно увеличивается. [52]
Сравнительно высокая поляризация ( высокая диэлектрическая проницаемость) сорбированной воды при заполнении самых узких пор силикагеля может быть понята в связи с тем, что в порах электростатическая составляющая адсорбционного потенциала уменьшается вследствие нейтрализующего действия противоположных стенок. Дисперсионная же составляющая, наоборот, аддитивно увеличивается. В сумме адсорбционный потенциал в щелях возрастает, что и приводит к известному факту увеличения дифференциальной йгеплоты адсорбции при начальных степенях заполнения сорбционного объема. [54]
Теплота сорбции зависит от природы осушителя, количества сорбированной воды и температуры. В существующих приборах она примерно равна скрытой теплоте конденсации. Оба потока должны иметь постоянные и равные расходы, что обеспечивается двумя регуляторами расхода. [55]
В бинарных растворах, к которым относятся системы полимер - сорбированная вода, неравномерное смещение рассматривается как процесс кластерообразования. [56]
Для геля гидрата окиси хрома характерно наличие помимо гидратной значительного количества сорбированной воды. Ион Сг3 в водном растворе всегда находится в гидратированном виде, причем шесть молекул воды связаны особенно прочно. [57]
Реакция между UFe и углеродом имеет более сложный характер из-за присутствия сорбированной воды. Гексафторид урана медленно проникает в графит, образуя слоистые отложения. Углеводороды подвергаются воздействию гексафторида урана с об - разовапием UF4, HF и UO2F2, если они были окислены или гид-ратированы. [58]
Измерения с применением гелиевого объемного метода показали [19], что плотность сорбированной воды в пределах необходимой для таких расчетов точности не отличается от единицы. [59]
Водная окись железа представляет химическое соединение Fe2O3 - h3O с переменным количеством сорбированной воды. В зависимости от количества химически сорбированной воды различают минералы: турьит 2Fe2O3 - h3O, гетит Fe2O3 h3O, гидро-гетит 3Fe2O3 - 4h3O, лимонит ( бурый железняк) 2Fe2O3 - 3h3O; ксантосидерит Ре2О3 - 2НгО; лимнит Fe2O3 - 3h3O и др. Содержание железа от 66 1 % в турьите до 52 2 % в лимните. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Сорбированная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Сорбированная вода
Cтраница 3
Определены теплота десорбции и равновесное содержание сорбированной воды, величины энергии активации, частотного фактора и показателя степени реакции дегидроксилирования. Составлены кинетические уравнения, описывающие процессы удаления сорбированной и структурной влаги. [31]
Для исследования структуры и диэлектрических свойств сорбированной воды применяются различные физические и физико-химические методы, в частности диэлектрический метод. Сущность его заключается в измерении макроскопических характеристик поляризации диэлектрика во внешнем электрическом поле. [32]
Кулоиометрические В.г.г.э., в к-рых количество сорбированной воды определяется в соответствии с законами Фарадея по количеству электричества, затрачиваемого на ее электролиз. Достоинством эт 1Х приборов является их абс. [34]
Для исследования структуры и диэлектрических свойств сорбированной воды применяются различные физические и физико-химические методы, в частности диэлектрический метод. Сущность его заключается в измерении макроскопических характеристик поляризации диэлектрика во внешнем электрическом поле. [35]
Одной из проблем исследования диэлектрических свойств сорбированной воды является определение ее диэлектрической проницаемости. Для оценки величины диэлектрической проницаемости сорбированной воды обычно применяются формулы Бруггемана, Лоренца ( Оделев-ского), Вагнера и др. Однако все эти соотношения применимы для смесей, не содержащих в качестве одного из компонентов сильнополярное вещество, каким является вода. Более применима для этих целей теория Онзагера - Кирквуда - Фрелиха, предложенная для полярных диэлектриков. Однако определение диэлектрической проницаемости осложняется тем, что сорбированная вода, как отмечалось, находится внутри пор в виде не связанных между собой микровключений - ассоциатов. Строго говоря, необходимо искать не диэлектрическую проницаемость сорбированной воды, а молекулярные характеристики ( дипольный момент сорбированных молекул, энергию активации поляризации) и определять взаимное положение и ориентацию соседних молекул воды внутри ассоциатов. [36]
Особое значение при изучении диэлектрических свойств сорбированной воды имеют исследования, ставящие цель познания механизма релаксационной поляризации. [38]
Значения этих величин для последующих порций сорбированной воды малы, причем величина ss в некоторых случаях изменяет знак, что, по-видимому, свидетельствует о некотором изменении структуры растворителя в ионите. [39]
Неподвижной фазой в хроматографии на бумаге служит сорбированная вода ( до - 20 - 25 масс), удерживаемая носителем ( волокнами целлюлозы), а подвижной фазой - органический растворитель, предва - рительно насыщенный водой. [41]
Ряд исследователей предполагают, что первые порции сорбированной воды влияют на механические свойства полимера ( пластификация) и облегчают сорбцию последующих молекул растворителя. Два первых полимера ( см. табл. 26.1) находятся в стеклообразном состоянии, а третий полимер - каучуко-подобен; тем не менее, несмотря на ожидаемые различия в релаксационном и кинетическом поведении этих сорбционных систем, равновесное сорбционное поведение для всех полимеров практически одинаково. Другими словами, вода, безусловно, является пластифицирующим агентом, но и органический растворитель в нормальных условиях также способен оказывать пластифицирующее действие на полимер. Поэтому весьма проблематично считать воду каким-то необычным пластификатором. [42]
В отличие от количества адсорбированной воды количество сорбированной воды часто велико; оно может достигать 20 % и более от общей массы вещества. Довольно интересно, что вещества, содержащие даже такое большое количество воды, могут казаться совершенно сухими порошками. Сорбированная вода удерживается щелями или капиллярами в аморфных веществах. В большой степени количество сорбированной воды зависит от температуры и влажности окружающей среды. [43]
Теплота сорбции зависит от природы осушителя, количества сорбированной воды и температуры. В существующих приборах она примерно равна скрытой теплоте конденсации. Оба потока должны иметь постоянные и равные расходы, что обеспечивается двумя регуляторами расхода. [44]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Формы воды в почве
Для определения обеспеченности растений доступной водой необходимо знать формы и взаимосвязи воды в почве.
Вода в почве испытывает влияние силы тяжести, сил молекулярного притяжения твердой фазы почвы и сил притяжения между молекулами воды, которые действуют одновременно, однако в зависимости от преобладания одной из этих сил почвенная вода будет иметь различную подвижность, а следовательно, и различную доступность для растений. Различают следующие формы воды: химически связанную, сорбированную (гигроскопическую, пленочную), свободную (капиллярную, гравитационную), грунтовую, парообразную, твердую.
Химически связанную воду подразделяют на конституционную и кристаллизационную.
Конституционная вода входит в состав минералов в виде гидроксильных групп [Fe(OH)3, Аl(ОН)3, Са(ОН)2]. Она настолько прочно связана с почвой, что для ее удаления требуется прокаливание почвы при температуре 400...800 °С.
Химически связанная вода не участвует в физических процессах и растениям совершенно недоступна.
Сорбированная вода удерживается на поверхности почвенных частиц силами сорбции, то есть в результате взаимодействия молекул воды с почвенными частицами. Сорбированную воду подразделяют на гигроскопическую и пленочную.
Формы воды в почве (по А. Ф. Лебедеву). Частицы почвы, покрытые водой: 1 — гигроскопической; 2 — максимальной гигроскопической; 3, 4— пленочной; 5— гравитационной
Гигроскопическая вода образует на поверхности почвенных частиц тонкий слой, состоящий из 2...3 молекул. Содержание гигроскопической воды зависит от относительной влажности воздуха, температуры и свойств почвы. Чем выше относительная влажность воздуха и ниже температура, тем больше адсорбируется воды почвой, и наоборот. Наибольшее количество гигроскопической воды, поглощенное почвой и выраженное в процентах от массы сухой почвы, называется максимальной гигроскопичностью. Такое количество влаги почва может поглотить из воздуха, имеющего относительную влажность, близкую к 100 %. Максимальная гигроскопическая влажность — величина, постоянная для каждой почвы, так как она определяется при постоянных температуре и относительной влажности воздуха.
Пленочная вода покрывает частицы почвы в виде пленки, состоящей из нескольких десятков молекул воды, и удерживается дополнительными сорбционными силами. Пленочная вода обладает пониженной растворяющей способностью и лишь частично доступна растениям. Она медленно движется от частиц с более толстой пленкой к частицам с менее толстой пленкой.
Свободная вода передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил. В связи с этим выделяют капиллярную и гравитационную воду.
Капиллярная вода находится в тонких порах почвы и передвигается под влиянием капиллярных (менисковых) сил по различным направлениям. Капиллярные силы начинают проявляться в порах диаметром около 10 мм, но наибольшее значение они имеют в порах диаметром от 0,1 до 0,001 мм. Высота подъема воды тем выше, чем тоньше капилляр.
Различают капиллярно-подпертую и капиллярно-подвешенную воду. Капиллярно-подпертая вода находится над грунтовыми водами. Слой зоны увлажнения между грунтовыми водами и верхней границей капиллярного подъема воды называется капиллярной каймой. Толщина этого слоя зависит от гранулометрического состава почвы. Капиллярно-подвешенная вода находится в верхней части почвенного профиля и не связана с грунтовым увлажнением.
Капиллярная вода — основной источник водного питания растений.
Гравитационная вода передвигается в почве по крупным промежуткам и порам под влиянием силы тяжести (силы гравитации) из верхних слоев в нижние. В период нахождения в корнеобитаемом слое гравитационная вода потребляется растениями. Она служит источником питания грунтовых вод.
Грунтовые воды могут играть важную роль в водном питании растений. Однако они, подходя близко к поверхности почвы, в северных районах вызывают заболачивание, а в южных — засоление почвы. Критическая глубина залегания грунтовых вод, при которой происходит засоление почв на юге, колеблется в пределах 1,5...2,5 м.
Парообразная влага образуется при испарении других форм почвенной влаги. Она находится в порах, свободных от жидкой воды и льда, и передвигается из мест с большей упругостью водяного пара в места с меньшей упругостью вместе с почвенным воздухом. Летом водяной пар движется в нижние слои, а зимой — в верхние, то есть от более теплых слоев почвы к более холодным. В засушливых районах водяной пар в почве частично может конденсироваться, что способствует некоторому пополнению доступной влаги. Парообразная вода играет большую роль в перераспределении влаги в почве и предохранении корневых волосков растений от пересыхания.
Твердая вода (лед) образуется из жидкой при низкой температуре: в крупных порах вода замерзает при температуре, близкой к 0 °С, а в тонких — ниже 0 °С.
Похожие статьи
zoodrug.ru
Формы почвенной воды - Промышленная экология
Вода в почве неоднородна. Разные ее порции имеют разные физические свойства. Порции почвенной воды, обладающие одинаковыми свойствами получили название форм почвенной воды.
В истории почвоведения было предложено много классификаций категрий воды, содержащейся в почве. Наиболее современной и полной является классификация, разработанная А.А. Роде, которая приводится ниже. Согласной этой классификации в почвах можно различать следующие пять форм почвенной воды.
Т в е р д а я вода – лед . Появление воды в форме льда может иметь сезоный (сезонное промерзание почвы) или многолетний («вечная» мерзлота) характер . Поскольку почвенная вода – это всегда раствор, температура замерзания воды в почве ниже 00С.
Х и м и ч е с к и с в я з а н н а я вода. Она представлена гидроксильной группой химических соединений и водными молекулами кристаллогидратов.Эта вода входит в состав твердой фазы почвы и не является самостоятельным физическим телом, не передвигается и не обладает свойствами растворителя.
П а р о о б р а з н а я вода. Эта вода содержится в почвенном воздухе порового пространства в форме водяного пара. Она передвигается по поровому пространству от участков с высокой упругостью водяного пара к участкам с более низкой упругостью (активное движение), а также вместе с током воздуха ( пассивное движение).
Почвенный воздух практически всегда близок к насыщению парами воды, а небольшое понижение температуры почвы приводит к его насыщению и конденсации пара, в результате чего парообразная вода переходит в жидкую, при повышении температуры имеет место обратный процесс.
Ф и з и ч е с к и с в я з а н н а я, или сорбированная вода. К этой категории относится вода, сорбирванная на поверхности почвенных частиц за счет сил притяжения имеющих различную природу. Она образует на поверхности почвенных частиц пленку. Молекулы воды могут сорбироваться почвой как из парообразного, так и из жидкого состояния. Благодаря тому, что молекулы воды не являются энергетически нейтральными, а представляют собой диполи, они обладают способностью притягиваться не только поверхностью почвенных частиц, но и вступать в связь друг с другом, притягиваясь полюсами противоположного знака. Все молекулы сорбированной воды, находятся таким образом, в строго ориентированном положении. При этом прочность фиксации их наибольшая вблизи поверхности почвенных частиц, по мере удаления от них она постепенно убывает. В зависимости от прочности удержания воды сорбционными силами физически связанную воду подразделяют на прочносвязанную и рыхлосвязанную.
Прочносвязанная (гигроскопическая) вода – это вода поглощенная почвой из парообразного состояния. Свойство почвы сорбировать парообразную воду называют гигроскопичностью почв. Максимальное количество воды, которое может быть поглощено почвой из парообразного состояния при относительной влажности воздуха, близкой к 100%, называют максимальной гигроскопичностью почвы. Эта величина достаточно постоянна и является важной почвенно-гидрологической характеристикой. При влажности почвы, равной максимальной гигроскопичной, толщина пленки из молекул воды достигает 3-4 слоев. Гигроскопическая вода очень плотно удерживается почвенными частицами и является неподвижной, она не доступна растениям. Это «мертвый запас влаги». На гигроскопичность почв оказывает существенное влияние свойства твердой фазы. Чем выше в почве содержание илистой и особенно коллоидной фракции, тем выше будет гигроскопичность почв. Гумус также увеличивает гигроскопчность почв. Поэтому почвы с более высоким содержанием гумуса при одном и том же механическом составе всегда характеризуются большим значением максимальной гигроскопичности.
Рыхлосвязанная (пленочная вода). Почва не может поглощать парообразную воду сверх максимальной гигроскопичности, но жидкую воду может сорбировать и в большом количестве. Вода, удерживаемая в почве сорбционными силами сверх максимальной гигроскопичной – это вода рыхлосвязанная. Рыхлосвязанная вода образует вокруг почвенных частиц пленку толщиной в несколько десятков или даже сотен диаметров молекул. Она в отличие от прочносвязанной может передвигаться от почвенных частиц с более толстыми пленками к частицам у которых она тоньше.
С в о б о д н а я вода. В почвах эта вода присутствует в форме капиллярной и гравитационной.
Капиллярная вода удерживается в почве в порах малого диаметра – капиллярах, под действием капиллярных сил. Она может быть капиллярно-подвешенной. Эта вода заполняет капиллярные поры при увлажнении почвы сверху (после дождя или полива). При этом под промоченным слоем всегда имеется сухой слой, т.е. гидростатическая связь увлажненного горизонта с горизонтом подпочвенных вод отсутствует. Вода, находящаяся в промоченном слое, как бы «висит», не стекая, в почвенной толще над сухим слоем. Поэтому она и получила название подвешенной.
Другая форма капиллярной воды: капиллярно-подпертая, которая образуется в почвах при подъеме воды снизу от горизонта грунтовых вод по капиллярам на некоторую высоту, т.е. эта вода, которая содержится в почве непосредственно над водоносным горизонтом и гидравлически с ним связана.
Свободная гравитационная вода передвигается под действием силы тяжести, т.е. она находится вне влияния сорбционных и капиллярных сил почвы. К этой форме относится вода передвигающаяся по порам и трещинам сверху вниз, а также вода водоносных горизонтов (грунтовые воды, верховодка).
Присутствие значительных количеств свободной гравитационной воды в почве – явление неблагоприятное, свидетельствующее о временном или постоянном избыточном увлажнении, что способствует созданию в почве анаэробной обстановки и развитию глеевого процесса.
ekologyprom.ru
Процесс - сорбция - вода
Процесс - сорбция - вода
Cтраница 1
Процесс сорбции воды очень чувствителен даже к небольшим колебаниям температуры, поэтому образцы помещали в воздушный термостат, а дрексели имели водяною рубашку, где циркулировала вода из водяного ультратермостата. Время экспозиции составляло 30 мин. Обычно сорбцию воды проводят в трех сорб-ционных сосудах, над которыми пропускают азот различной влажности так, чтобы одно из значений ф было близко к ожидаемой величине гигроскопической точки. [2]
Изучению процессов сорбции воды целлюлозными волокнами посвящено много исследований, они достаточно хорошо изложены в различных обзорах [ 19; 95, гл. [4]
При Ффкр процесс сорбции воды протекает следующим образом. Первый слой заполняется до влажности W WKf. После того, как влажность гранулы во всем ее объеме станет равной WKf, процесс дальнейшего поглощения влаги протекает во внутридиффузионной области. [5]
Несмотря на то, что процесс сорбции воды целлюлозой с точки зрения абсорбции был рассмотрен еще Кат-цем, и особенно подробно Германсо М, наиболее интенсивно такое представление начало применяться после развития современной физико-химии полимерных систем, в частности после работ Флори и Хаггинса, предложивших уравнение, описывающее систему полимер - растворитель. [6]
Изменение объема ионообменных мембран в процессе сорбции воды проходит через минимум, отвечающий такому количеству поглощенных молекул воды, отнесенных к 1 г-экв мембраны, при котором значение удельной электропроводности достигает максимальной величины. [7]
Большой практический интерес представляет действительное изменение размеров целлюлозных волокон в процессах сорбции воды и набухания. Коллинс [356] исследовал длину и диаметр хлопковых волокон в определенной области влажности и показал, что диаметральное набухание тесно связано с формой сорбционной изотермы; и здесь имеется гистерезис. Анизотропия набухания рассматривается как мера ориентации структурных элементов волокна по отношению к оси волокна. Общее объемное набухание в воде должно быть мерой общего беспорядка, или аморфной природы волокна. [8]
Кроме того, из изучения спектров ЯМР широких линий было установлено, что процесс сорбции воды в системе имеет многослойный характер. Было установлено, что при низких концентрациях сорбированная вода обладает крайне низкой подвижностью, так что в виде отдельной жидкой фазы она не обнаруживается. Это приписано в свою очередь локальному связыванию молекул воды соседними полярными группами в пространственной сетке отвержденной эпоксидной смолы. Результаты, представленные в настоящей работе, могут быть полезными для более углубленного понимания процессов взаимодействия в системе эпоксидная смола - вода. В то время как сорбционное поведение при низких температурах отклоняется от закономерностей фиковской диффузии, имеется указание, что с повышением температуры система начинает вести себя как идеальная. Эта тенденция находится, разумеется, в соответствии с тем, что вероятность появления любого центра взаимодействия уменьшается с увеличением средней энергии системы. Анализ инфракрасных спектров показывает, что существенным фактором в процессе пластификации может быть разрыв присутствующих в сетке водородных связей. Помимо того, легкость, с которой рвутся замещенные водой водородные связи по сравнению со связями между полимерными сегментами, имеет важное значение при обсуждении состояния сорбированной воды в макро-молекулярных системах. При измерениях теплоты плавления показано [13-14], что наблюдаются резкие нарушения в плавном ходе термодинамических свойств сорбированной воды в полимерных системах, содержащих полярные группы. Понятие связанная вода часто используется для объяснения этих фактов. Однако калориметрические данные, полученные в работах [15, 16], наряду с другими указывают на то, что термическая стабильность воды, связанной с полимером, не больше стабильности жидкой воды в объеме. Это подтверждает точку зрения, согласно которой биполярные взаимодействия в мономерных и полимерных системах отличаются незначительно. Вместо этого следует принимать во внимание, что физически напряженные полимерные сегменты подвергаются предельным пространственным флуктуациям по сравнению с флуктуациями между двумя малыми молекулами. При низких температурах все полимерные сегменты эффективно замораживаются, а взаимодействие между малыми молекулами крайне затруднено. По мере повышения температуры системы большая тепловая подвижность молекул сорбированной воды проявляется в более раннем протекании диссоциации водородных связей, содержащих воду. Эти предсказания находятся в согласии с данными ЯМР и инфракрасной спектроскопии. [9]
Неподчинение законам Фика наиболее резко выражено при сорбции органических соединений почти всеми полимерами, а также в процессах сорбции воды гидрофильными полимерами, например поливиниловым спиртом, целлюлозой и шерстью. [11]
После общего рассмотрения данных по теплотам взаимодействия воды с целлюлозой следует остановиться а возможностях термохимического метода для объяснения механизма процесса сорбции воды целлюлозой. [12]
Гидроксильные группы макромолекулы целлюлозы способны взаимодействовать не только с аналогичными группами соседних макромолекул, но и с молекулами воды, обусловливая тем самым процесс сорбции воды целлюлозой и ее высокое влагопоглощение. Взаимодействие гидроксильных групп с молекулами воды облегчает также процесс крашения целлюлозных волокон водорастворимыми красителями, так как водные растворы красителей легко проникают в волокна. [13]
Одним из возможных способов уменьшения сцепления глинистого заполнителя трещин, получившим пока только лабораторное опробование, является использование при промывке их водо-воздушной смесью высокочастотной вибрации или упругих колебаний звуковых или ультразвуковых частот. Акустические колебания ускоряют процесс сорбции воды на частицах глинистых пород в поверхностном слое, что ослабляет связи между ними. [14]
Показано, что D, рассчитанный по кинетическим кривым в области малых и средних p / ps, отличается от D в (6.25) на два десятичных порядка. Это означает, что основное влияние на процесс сорбции воды оказывает образование осмотических ячеек, их рост и коалесценция, что в свою очередь обусловлено миграцией примесей по полимерной матрице. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Сорбция воды - Справочник химика 21
В отличие от ряда минеральных сорбентов, торфу присуща высокая подвижность скелета надмолекулярных структур. Так, в опытах по сорбции воды на торфе в интервале температуры от 20 до 45 °С получено, что объем мономолекулярно связанной воды при 25°С и ф 0,25 увеличивается в 1,2—1,5 раза [211]. В результате рассчитанные значения дифференциальной изостерической теплоты сорбции оказываются меньше теплоты конденсации паров воды. В то же время непосредственно измеренная теплота смачивания торфа водой всегда выше [c.65]
Несмотря на широкий круг используемых в различных работах материалов — сорбентов, значительно отличающихся по структуре и физико-химическим свойствам, можно отметить общие, наиболее типичные явления, обнаруживаемые при сорбции воды. Так, диэлектрические изотермы в зависимости от наклона г йа, как правило, можно разделить на несколько участков. Каждому соответствует определенный, характерный для данного интервала влажности материала процесс поляризации. Очевидно, что поляризация и диэлектрическая проницаемость [c.242]
Важную роль при снятии диэлектрических изотерм играет точность диэлектрических измерений. Так, повышение точности измерения приращения электроемкости конденсатора АС по мере увлажнения находящегося в нем образца позволило провести более детальный, чем это делалось ранее, анализ диэлектрических изотерм сорбции воды на белках [659]. Полученные зависимости АС(а) имеют вид ломаных линий (рис. 15.1, кривая 4), причем первая точка излома находится в области заполнения активных центров сорбента молекулами воды. Основываясь на данных ЯМР, можно предположить, что первому участку диэлектрической изотермы соответствует сорбция молекул на двух активных центрах с помощью двух водородных связей, второму, с большим наклоном ДС/а, — сорбция молекул с помощью одной Н-связи и третьему участку, с еще большим значением АС/а, — сорбция молекул воды на ранее сорбированных молекулах. [c.245]
Кинетика сорбции воды характеризуется наиболее резким увеличением сорбции в начальный период, после чего она или плавно возрастает или не изменяется совсем. Исключение составляют натуральный и хлоропреновый каучуки [ 12,15]. [c.118]
По данным работы [655], диэлектрическая изотерма сорбции воды на торфе также является ломаной линией. На основе калориметрических сорбционных опытов было высказано предположение, что первым двум участкам изотермы отвечает различная энергия связи молекул с центрами сорбции, а третьему, с наибольшей производной е7 а, — образование в процессе сорбции водородных связей между сорбированными молекулами. Существенно, что при критической величине сорбции ао обнаруживается резкое увеличение коэффициента диэлектрических потерь е", обусловленное, по-видимому, значительным возрастанием электропроводности материала вследствие образования цепочек из сорбированных молекул и функциональных групп сорбента — карбоксильных (СООН), гидроксильных (ОН) и других полярных групп. При этом предполагалась возможность эстафетного механизма переноса протона вдоль цепочек, что обусловливает значительное возрастание е и е". Наличие протонной проводимости и протонной поляризации позволяет объяснить не только большие величины с1г /частотную зависимость критической гидратации Со, обнаруженную для ряда сорбентов [646, 648]. Здесь необходимо отметить, что при измерении диэлектрических характеристик применяются слабые электрические поля, которые не могут повлиять на про- [c.245]
Необходимо отметить, что при интерпретации диэлектрических данных и проведении различных расчетов нужна дополнительная информация о системе сорбент — сорбированная вода, получаемая с помощью других физико-химических методов (ЯМР, ИК-спектроскопия и т. д.). Это может существенно повысить эффективность исследования диэлектрических свойств увлажненных материалов. В то же время высокая чувствительность диэлектрического метода дает возможность более детально исследовать сорбцию воды на различных материалах. Дальнейшее развитие диэлектрического метода зависит от установления более тесной и определенной его связи с другими физико-химическими методами, а также решения таких актуальных вопросов теории диэлектриков, как расшифровка диэлектрических спектров, расчет различных видов поляризации и диэлектрических характеристик системы сорбент — сорбированная вода. [c.254]
С увеличением гидрофильных групп в боковых цепях полимеров сорбция воды возрастает и полимер может набухать до состояния геля. [c.52]
По мнению многочисленных исследователей, снижение удельной поверхности за счет термической и гидротермической деструкции неизбежно и необратимо. Потеря некоторой площади поверхности вызвана работой катализатора при повышенных температурах (470-670 К) в газовой среде, содержащей воду. Сорбция воды на активных центрах и гидратирование поверхности оксида алюминия снижает удельную концентрацию активных центров на поверхности катализатора. [c.155]
Выделены ряды устойчивых межплоскостных расстояний для различных катионзамещенных форм глинистых минералов. Зависимость дискретных изменений расстояний от давления паров воды приведена на рис. 38. Следует отметить, что формирующееся количество молекулярных слоев воды зависит от рода обменного иона и связано с явлением набухания. Несомненно, что ступенчатый характер гидратации монтмориллонита и вермикулита должен определять ход изотермы сорбции воды на этих минералах. Помимо подвижности отдельных частей адсорбированной воды должна существовать подвижность (самодиффузия) и самих молекул в межслоевом пространстве монтмориллонита. [c.102]
Природа и количество сшивающего агента играют чрезвычайно важную роль в сорбции воды и явлении набухания ионообменных смол. В той или иной степени сорбируют воду все иониты. Сорбция воды может идти из влажного воздуха и из растворов. Причина сорбции воды и набухания — наличие в ионите групп, фиксированных ионов и противоионов, взаимодействие их с водой, электростатическое отталкивание одноименно заряженных ионов. Все это приводит к стремлению полиэлектролита к растворению, ограниченному, однако, только поглощением воды и набуханием. Вода поглощается ионитом до тех пор, пока упругие силы полимерного каркаса, определяемые содержанием сшивающего агента, не уравновесят стремление воды растянуть каркас. Чем меньше сшивающего агента в ионите, тем больше его набухание и наоборот — чем больше сшивающего агента введено при синтезе, тем меньше набухает ионит. [c.669]
Сорбция воды и набухание. Набухание ионитов играет важную роль в ионном обмене от него зависят такие факторы, как доступность ионогенных групп и скорость установления ионообменного равновесия. Изменение объема ионита — сжатие или расширение, связанные с сорбцией воды, необходимо учитывать при практическом применении ионитов при заполнении колонок, при переводе ионита из одной ионной формы в другую. [c.693]
Для определения поглощения воды широко применяют весовой метод. В тех случаях, когда сорбция воды вызывает пропорциональное набухание ионита, весовой метод применяют для характеристики набухания. Естественно, что метод не пригоден для характеристики набухания макропористых ионитов. [c.694]
Сорбция исследовалась на гомогенных плотных мембранах. Определены значения коэффициентов сорбции компонентов в материале мембраны вода - 14-10 m V (м ПЭС Па), изопропанол - 2-10 м / (м ПЭС Па). Наблюдается преимущественная сорбция воды, селективность сорбции равна 6,6. [c.166]
На рис. 3,4 построена диаграмма, на которой температурные зависимости адсорбционной способности выражены для каждой абсолютной влажности исходного воздуха производственных помещений [10]. Из рхтоунка видно, что только изобара сероуглерода, извлекаемого из абсолютно сухого воздуха, имеет ниспадающую форму. Все остальные кривые проходят через максимум. Этот максимум связан со специфическими особенностями сорбции воды углями с одной стороны, при повышении температуры, как и следует по законам физической адсорбции, адсорбционная способность по извлекаемому компоненту снижается, но, с другой, — при этом понижается относительная влажность, процесс переходит в область, где образования ассоциатов молекул воды не происходит, т. е. в область начального участка изотермы. В этой области влияние [c.88] Практически все встречающиеся в литературе изотермы сорбции воды на торфе относятся к IV типу. Это характерно как для естественного торфа, так и для его моноионно замещенных форм, а также для торфа, модифицированного поверхностно-активными веществами (ПАВ) [209]. Дифференциальная теплота сорбции воды на различных видах естественного и модифицированного торфа также одинакова и при низком относительном давлении водяных паров (ф) равна примерно энергии четырех водородных связей. Кроме того, при использовании метода подобия в пределах 0сорбции воды на естественном деминерализованном торфе, его Ыа- и Са-формах, а также на торфе, модифицированном неионогенными и анионными ПАВ (соответственно НПАВ и АПАВ) хорошо укладываются на одну и ту же изотерму [210], т. е. во всех рассмотренных случаях механизм сорбции воды на торфе можно считать одинаковым. [c.65]Пак В. Н. и др. Координационный механизм сорбции воды на поверхности вамадийсодержащего кремнезема. — Журн. физ. химии, 1975, т. 49, с. 517-519. [c.218]
Скорость обмена на сильнонабухающих ионитах значительно выше, чем на слабонабухающих, но для слабосшитых ионитов обычно не характерна селективность — избирательность — сорбции. Для улучшения кинетических характеристик более селективных сильносшитых ионитов их синтез ведут в присутствии инертного растворителя или веществ, которые могут быть легко удалены из готового продукта, причем созданная ими система пор и каналов в грануле ионита остается. При сорбции воды на таких макропористых ионитах часть ее входит в твердую фазу, заполняет макропоры, но при этом не изменяется объем гранулы. [c.669]
Механизм переноса электролитов в полимерах определяется отношением полимера к воде, т. - е. его способностью к водопоглощению, обусловливаемой химической природой полимера. Для гидрофобных полимеров, содержащих небольшое количество полярных групп, характерна незначительная сорбция воды и электролитов, поэтому их высокое УОЭС и низкая диэлектрическая проницаемость сохраняются и при увлажнении. По современным воззрения перенос электролитов трактуется как процесс диффузионной проницаемости , [c.25]
Необратимое набухание, обычно при нагревании, сопровождающееся увеличением объема в сотни раз. При 60° С кукурузный крахмал набирает до 300% воды, при 70° С — 1000%. Сорбция воды обусловлена присоединением ее водородными связями к гидроксильным группам на поверхности. На начальных стадиях молекулы воды присоединяются к двум гидроксильным группам, позднее лишь к одной, и в конечной стадии мoлe iyлы воды могут конденсироваться только на уже оводненных поверхностях. Термодинамически этот процесс близок к объемной конденсации [103]. Максимальное набухание соответствует 2500%. На этой стадии разрываются водородные связи между отдельными цепями, а также внутри" агрегатов и происходит гидратация макромолекул. [c.174]
Уркхарт Р. М. Сорбция воды целлюлозой и крахмалом. В кн. Успехи химия целлюлозы и крахмала. М., Изд-во иностр. лит-ры, 1962. [c.224]
Оптические материалы, использующиеся в ИК-спектроскопии, подвержены действию воды и ее паров. При сорбции воды поверхность солевой пластинки местами мутнеет и рассеивает попадающее на нее инфракрасное излучение. Пластинки из Na l и КВг можно использовать при относительной влажности 30—40% в течение нескольких часов. Хранить их следует в эксикаторе. Ни в коем случае нельзя их трогать руками, брать пластинки можно лишь в хирургических перчатках. После использования солевые пластинки необходимо тщательно промыть растворителем, высушить под лампой (за исключением пластинок из Ag l) в сухой атмосфере. [c.233]
chem21.info
