И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 368
Текст из файла (страница 368)
В них попользуются заборные устройства всасывающего типа, работающие без пычевьцгеления, а в наиб. протшкенном трубопроводе материал переносится под давлением при довольно высоких кондентрациях. В небольших установках обе ветви (всасывающая и нагнетающая) могут работать от одного вентилятора.
В аэрационной (рисе и) и аэротранспортной (рнсо г) установках материал перемещается в пссвдоожиж. состоянии при высокой концентрации. Состояние псевдоожижецня достигается подачей газа под пористую газораспределит. решетку 1О. Менее распространены контейнерные пневмотранспортные установки (рис., д) для перемещения спец, контейнеров (тележек или капсул), основанные только на прямом воздействии транспортирующего газа. Через станцию загрузки 12 контейнер 13 подается в транспортный трубопровод 2, и под действием перепада давления перед и за контейнером он перемещает.ся к станции выгрузки 14. В гидротранспорте (Г.), к-рый используется в хим. произ-вах значит.
реже, чем П., транспортирующим агентом служит прсим. вода. При этом можно перемещать только те материалы, к-рые с ней не взаимодействуют. Конструкции 1158 584 ПНЕВМОФОРМОВАНИЕ узлов и элементов, схемы и методы их расчета для пневмотранспортных и гидротранспартных установок аналогичны. Достоинство Г, †высок скорость транспортирования больших масс материалов. Осн. недостатки †относ, большой расхол воды, необходимость сложных устройств для отделения сыпучего материала от воды. Г. применяют гл. обр. для перемещения больших кол-в тяжелых материалов (напр., песка) в стр-ве. Лв ~ Смоддырсв А Ь., Гидр и пневмотранспор, М..
1975; Разумов И. М, Пневмо и гидро рагспорт в нми р ности, М., !979, Го. бурдин А И, Донат Е. В, Писем тра~геворг в резнновои про, тпденноп и. М, !905; Пиевыогранспортное оборуд вез~ив. Снравотиик, под г:д. М, П. Ка пнин ииа, л, мзб. В Й Муммссе. Л Г Г « ПНЕВМОФОРМОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ, см. Полимерных мтпериалав переработка.
ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ, способность в-ва при адсорбцни на границе раздела фаз понижать поверхностное натяжение (межфазное натяжение). Адсорбция Г в-ва и вызванное ею понижение поверхностного натяжения а связаны с концентрацией с в-ва в фазе, нз к-рой в-во адсорбируется на межфазную пов-стан ур-нием Гиббса (1876): с до Г= — — „, (1) КТ дс' да — — =- б = К ТГ (п д (2) (Г„и а — эмпирич.
постоянные, наз. константами Ленгмюра). Ур-ние Лснгмюра справедливо для пов-стей раздела жидкость-пар и жидкость-жидкость, а также в случаях адсорбции газа на гвердых, в т. ч, пористых, телах. Определяемое по этому ур-нию значение П.а. является постоянной величиной для данного в-ва и данной границы раздела фаз. В случае адсорбции в-ва из р-ра П.а. определяется на основании эмпирнч. ур-ния Шишковсхого (1908)1 а = ао — В!п(с)А+ 1), [3) где оо — поверхностное натяжение чистого р-рнтеля, В-эмпнрнч.
постоянная, практически не зависящая от природы в-ва и равная примерно 0,2 при 293 К, 1/А — уд, капиллярная постоянная, характеризующая природу в-ва (см. Капиллярныв явления). Паоле дифференцирования ур-ние (3) принимает вид: да Вгт сс А-1-с (4) Ур-ние Шишковского позволяет апрелелять П.а. Даннога в-ва более строго, чем ур-ние Ленгмюра, из-за отсутствия кондентрац.
ограничений. Третьим ур-пнем, используемым для определения П.а., является ур-ние изотермы адсорбции Фрумкина (1949): а = оо + КТГ 1п(1 — Г~Г„) . (5) Все три ур-ния — Ленгмюра, Шишковского и Фрумкина — являются частными случаями ур-ния !нббса (1). При прочих равных условиях (г-ра, состав р-ра) П. а.
в-ва зависит в первую очередь от состава и сгроения молекул. 1159 где К вЂ” газовая постоянная, Т вЂ” або, т-ра (см. Адсардяи.е). Производная до/дс служит мерой способности в-ва понижать поверхностное натяжение на данной межфазной границе и также наз. цоверхносгной активностью. Обозначается б (в честь Дж. Гиббса), измеряется в Дж. м/моль (гиббсах). П. а.
определяют с помощью изотерм адсарбцни, на к-рых можно выделить линейный участок роста Г с увеличением с и предельное значение Г„, соответствующее насыщению адсорбц. слоя (см. рис.). Согласно ур-нию Лентмюра, прн достаточно малых г линейный участок изотермы м. б. описан ур-нпем Г = Г„с)п, к-рос совместно с ур-пнем Г'иббса позноляет вычислить П,ал Г.)0 0, у уаж з.хиувт 70 50 2,0 с.100, астана 1,5 Завнсн теть едсорбпни Г (1) и поверхностного иатаненни о (2) от кттентрапнв с ивов п зового спирта прн его адсорбпвн нз водного рра на гранипе с воздгзом Наибольшей П. а.
обладают, как показац~ в 1916-17 И. Ленгмюр и У. Харкинс, в-ва, молекулы к-рых дифильны, т.е. состоят из полярных и неполярных частей. Такие в-ва наз. паверхнагтна-активны.чи веществами (ПАВ). Полярная (гилрофнльная) часть молекулы при адсорбции ориентируется в сторону полярной фазы (обычно воды), неполярная часть-углеводородный радикал-выталкивается из полярной фазы, ориентируясь в направлении менее полярной фазы.
напр. воздуха, углеводородных илн др. орг. жидкостей. Молекулы ПАВ образуют при адсорбц. насыщении как бы двухмерную (мономолекулярной толщины) христаллич. Решетку. Это дает воз ложность определять размеры и структ)ру адсорбируюшихся молекул и устанавливать их связь с П.а. (см. Манамалвкуллрный слой). Оси. параметры адсорбц. слоя ПАВ, помимо уже упоминавшейся П.а. Ги,— это 5„-площадь, занимаемая одной молекулой, и б — высота «частокола», образованного неполярными частями молекул. Значение 5 зависит от природы границы раздела фаз и равна: 5„= !ггГ Агм (6) где Кл-постоянная Авогадро.
Значение б связано с массой М 1 моля в-ва в адсарбц, слое при насыщении: М = 85 А(лА, П) где А . плотность в-ва в адсарбц. слое, равная его плотности в чистом состоянии. Из (6) и (7) следует: М МГ„ б= (8) 5„гхул г( А При адсорбции в-в, относящихся к одному гомологич, ряду. переход от одного члена ряда к следующему изменяет б на постоянную величину, равную длине звена СНз. Чем длиннее неполярная часть молекулм, тем сильнее ее склонность ь ориентации. По этой причине П. а.
ПАВ возрастает с увеличением длины углеводородного радикала. Согласно эмпирич. правилу Дюкло — Траубе, при одинаковой концентрации в р-ре ПАВ его П. а. возрастает в 3-3,5 раза прн увеличении углеводородной депп на одну группу СНу. Это значение подтверждается расчетом изменения работы переноса молекулы ПАВ пз объема р-ра на межфазную границу для двух соседних гомологов. Для р-ров ПАВ в неполярных р-рителях на границе с воздухом, в отличие от водных р-ров, с увеличением длины углеводородного радикала р-римость ПАВ возрастает.
При алсорбции из углеводородного р-рителя на границе с водой размер углеводородного радикала практически не влияет на П.а. Напр., для жирных к-т работа адсорбции определяетсв переносом гл. обр. группы СООН из объема неполярной среды на границу раздела фаз. Аналогично протекает адсорбдия жирных к-т из неполярных р-рителсй на твердых полярных адсорбентах, напр. силнкагсле. С увеличением мол.массы к-ты адсорбция даже уменьшается, т.к, высшие 1!60 жирные к-ты лучше растворимы в неполярной среде, чем в воде. Адсорбция ПАВ из воды на неполярньы адсорбентах подчиняется правилу Дюкло — Траубе. Отсюда следует, что чем меньше р-римость в-ва в к.-л. среде, тем больше его П.
а. на границе с этой средой. Так, П. а. анилина на границе вода-толуол, вычисленная с водной стороны: бн,а = = — са(дон,г„пРимеРно в 7-8 Раз выше, чем 6..а = — до;гсс.а из-за различия р-римасти анилина в указанных фазах. С повыпынисм т-ры П. а. любых в-в уменьшается вследствие десорбции. Лима Абрамзон А.А., Поыркностныактивнмс ыыесты. Свойсты и применение, 3 нзд. Л., !98!, Увлеки коллоилной химии пол род. П.А.
Ребнвлера иГ.И Фуко, М, !973;токе, пол ред.ф Д. Петерс о, К., !983; тоне, под ред. И.В. Петранова-Соколова и к.ц А мелова. Таьпвснт, 8987. В и. Тихо е. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ, энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме. При увеличении пов-стн раздела фаз уд. полная П. э. (на единицу пов-сти) 8 характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме мех, работы гт образования единицы площади пов-сти и поглощаемой при этом теплоты Ф В обратимом изотермич, процессе 8 = а — Т(до)дТ), где Т-або.
т-ра, — да)дТ-уд. поверхностная энтропия (связанная энергия). Обычно, говоря о П, эо имеют в виду уд. свободную П. э. а. С ростом т-ры вдали от критич. точки а линейно уменьшается, тогда как 8 практически от т-ры не зависит. При приближении к критич. точке различие в св-вах контактирующих фаз сглаживается и П. э. обращается в нуль (см. Кригпичесхае сор!полнив). Термин «П.э.» применяют обычно для границы твердое тело — газ (пар); если граничащие фазы суть твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости, пользуются термином «межфазная энергия».
Уд. свободная П.э. на границе раздела жидкость-газ (пар) наз. ппверхиоаппым питлмсеиием. П.э. связана с мемсмолекулчрггым взии.иодействием, т.к. состояние частиц (атомов, молекул) на границе раздела фаз отличается от состояния в объеме фаз вследствие нескомпенсированности силовых полей частиц на пов-сти раздела. Состояние пов-сти и поверхностные силы играют существ. роль в тех случаях, когда пов-сть сильно развита (напри в высокадисперсных системах), при получении в-ва в виде топких пленок, когда сфера действия приповерхностных сил соизмерима с толщиной пленок, в капиллярных явлениях.
При образовании (увеличении) пов-сти раздела фаз затрачивается работа против нескомленсированных сил межчастичного взаимод. на пов-сти. П.э. а определяется как работа образования единицы площади пов-сти (размерность Джр'м') или как сила, приложенная к контуру на пов-сти и препятствующая увеличению пов-сти; тогда ее размерность Н/м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
