Измерение - межфазное натяжение
Cтраница 3
К сожалению, даже в наиболее простых случаях тензометри-ческий метод нельзя считать безупречным, так как он требует учета краевых углов смачивания, которые не могут быть определены одновременно с измерением межфазного натяжения жидкости и зависят от многих причин, о которых говорилось выше. В связи с этим здесь, как и в случае метода капиллярного поднятия, обычно полагают, что изучаемая жидкость полностью смачивает материал кольца, и для межфазного натяжения применяют формулы, в которые не входит cos &. Но это не единственная трудность, с которой встречаются при использовании метода отрыва кольца или пластины. Как правило, определение межфазного натяж ения жидкостей тензометрическим методом проводят на воздухе, ошибочно полагая, что наличие в воздухе водяных паров, различных органических примесей, всевозможных газов, паров кислот и других загрязнений не оказывает существенного влияния на определяемую величину поверхностного натяжения. Эту точку зрения никак нельзя увязать с требованиями, предъявляемыми к прецизионному измерению поверхностного натяжения - тонкой физико-химической величины, зависящей порою от малейших загрязнений. [31]
В литературе, как правило, отсутствуют данные об углах смачивания на границах твердого тела с двумя жидкостями. Поэтому перечисленные методы редко используются для измерений межфазного натяжения. [32]
 |
Схема прибора для определения поверхностного натяжения на границе битум - воздух. [33] |
Нами [159, 160] был сконструирован и изготовлен прибор ( рис. 13) для определения поверхностного натяжения на границе битум - воздух. В основу работы этого прибора положен капельный метод измерения межфазного натяжения. [34]
Один из наиболее широко используемых статических методов заключается в определении веса или объема капли, которая медленно отрывается от кончика вертикально расположенного капилляра. При этом, если определяется поверхностное натяжение жидкости, капля падает в воздух, при измерении межфазного натяжения - в жидкость, представляющую другую фазу. [35]
Один из наиболее широко используемых статических методов заключается в определении веса или объема капли, которая медленно отрывается от кончика вертикально расположенного капилляра. При этом, если определяется поверхностное натяжение жидкости, капля падает в воздух, при измерении межфазного натяжения - в жидкость, представляющую другую фазу. [36]
ЭАУЧ нефти в свою очередь рассчитывается по результатам измерения межфазного натяжения смесей данной нефти с чистыми углеводородами, для которых ЭАУЧ известно, на границе с раствором хорошо изученного ПАВ, взятого в качестве стандарта при строго заданных условиях. Таким образом, если ЭАУЧ данной нефти известно, то при подборе ПАВ можно ограничиться результатами измерений межфазного натяжения их растворов на границе с углеводородом, моделирующим нефть. [37]
Эти представления нашли полное подтверждение в серии экспериментальных исследований Щукина, Кочановой, А. Аналогичные работы бурно развиваются скандинавской школой ( Сте-ниус, Даниэльссон, Линдман), в США ( Фриберг, Чэн, Ша, Уэйд), Японии ( Шинода) и др., что обусловлено, кроме исключительной практической важности применения таких микроэмульсий ( ми-целлярных растворов) для повышения степени извлечения нефти из пластов, также и совершенствованием экспериментальных методов измерения низких межфазных натяжений ( до 10 - 3 дин / см и ниже); наряду с прецизионными вариантами сталагмометра и метода лежачей капли здесь особенно эффективно используется теперь метод вращающейся капли. [38]
Метод применим для измерения d высоковязкйх жидкостей. Это делает его пригодным для измерения межфазного натяжения У на границе жидкость-жидкость. При этом используется та же расчетная формула, что и для поверхностного натяжения только вместо JJ подставляется разность плотностей исследуемых жидкостей. [39]
Они основаны: на определении массы ( объема) капли, отрывающейся с конца трубки ( сталагмометра), или макс, давления газового пузырька, образующегося на конце капиллярной трубки, погруженной в исследуемую жидкость; на измерении геом. Нек-рые из этих методов пригодны для измерения межфазного натяжения на границе двух жидкостей. [40]
 |
Формирование капель жидкости. [41] |
Для устранения этих затруднений некоторые исследователи при расчете межфазного натяжения предлагают учитывать внутренний или внешний радиус трубок в зависимости от того, смачивает или не смачивает, исследуемая жидкость материал трубки. Однако этими советами трудно воспользоваться в том случае, когда жидкость, вначале не смачивающая трубку, постепенно приобретает это свойство, например, за счет увеличения концентрации добавок или за счет изменения температуры. Таким образом, метод веса или объема капли нельзя отнести к надежным методам измерения межфазного натяжения, и он не может быть рекомендован для измерения а в общем сл учае. [42]
Они, так же как и методы определения адсорбции, являются косвенными и не фиксируют результатов. Кроме того, спектрофотометрический, ста-логмометрический и колориметрический методы показывают существенные расхождения в результатах, особенно полученных измерением межфазного натяжения. [43]
Рид и Хили [33] показали, что межфазные натяжения сгмм и стмв ( trMM - межфаэное натяжение между микроэмульсионной фазой и нефтью и тмв - межфазное натяжение между микроэмульсионной фазой и водой) и параметры растворения Рм / FnAB и в / РрАВ связаны с концентрацией соли. С повышением последней стмм уменьшается, а тмв увеличивается. Содержание соли Са можно определить графически, в точке пересечения кривых тмм и амв оно оптимально для поверхностного натяжения. Аналогично величину с, характеризующую поведение фазы при оптимальном содержании соли, находят графически на пересечении кривых РМ / ПАВ и В / РПАВ Показано, - что величины C ( J и сф близки. Перто и Ейл [33] разработали методы оценки оптимального солесодержа - ния и параметров растворения для смесей алкил-о-ксилолов. Как было найдено, с повышением в поверхностно-активной смеси супь - фонатов низкой молекулярной массы ( Cfl 4 9) с возрастает, а параметр растворения V J FflAB или у / / пдв уменьшается, что проявляется в повышении межфазных натяжений. При более высокой молекулярной массе сульфонатов ( с 2) и высокой растворимости спиртов в нефти, параметр растворения, соответствующий сф, становится больше, но сама величина сф сильно уменьшается. Корреляция межфазного натяжения и параметров растворения позволяет высказать предположение о том, что для предварительной оценки межфааной активности вместо измерения межфазного натяжения можно использовать фазовые объемы. [44]
Наиболее важной поверхностной характеристикой систем вода-нефть-газ является поверхностное натяжение на границе раздела нефть-газ, нефть-вода. Поверхностное натяжение возникает на границе раздела двух несмешивающихся фаз. Мялекулы, атомы или ионы, находящиеся на поверхности раздела двух фаз, неравноценны молекулам, атомам или ионам тех же веществ, наводящи - ся внутри каждой фазы, так как они обладают определенным запасом свободной энергии. Поверхностное натяжение является следствием существования силы внутреннего давления, втягивающей молекулы внутрь жидкости, по направлению нормали к поверхности жидкости. Величина прверх-ностного натяжения жидкости зависит от температуры и давления С ростом температуры из-за уменьшения межмолекулярных сил величина поверхностного натяжения уменьшается. С увелечением давления поверхностнее атяжение жидкости на границе с газом также снижается. Причиной этого является повышение взаимной растворимости жидкости и газа. Гораздо сложнее зависимость поверхностного натяжения нефти от давления, по сравнению с водой, так как изменяются количество состава нефти и газа, а также природа полярных компонентов в нефтях различных месторождений. Однако, из-за отсутствия серийно изготовленных промышленностью приборов, обычно используют сталагмо-метрический метод измерения межфазного натяжения. [45]
Страницы: 1 2 3