* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

745 ЭМУЛЪСАТОРЫ 746 x ЭМУЛЬСАТОРЫ, э м у л ь г а т о р ы , см.Эмуль­ сии. Э М У Л Ь С И И , д и с п е р с н ы е системы с ж и д к о й п о в е р х н о с т ь ю р а з д е л а ж и д к о с т ь (1) — ж и д ­ к о с т ь (2) и л и ж и д к о с т ь — г а з . Э. в ш и р о к о м с м ы с ­ л е с л о в а м о г у т п р е д с т а в л я т ь собой д и с п е р с н ы е системы л и б о и з д в у х н е в п о л н е в з а и м н о р а с ­ творимых жидкостей либо из жидкости и газа (пара). В табл. 1 приводится рациональная к л а с с и ф и к а ц и я Э. табл. 1. Ф и з и к о-х и м и ч е с к а я ф и к а ц и я Э. Дисперсная фаза Жидкость (2) (масло) М к л а с с и- Дисперсион¬ ная среда Жидкость (1) (вода) В Название и характери­ стика системы (глобулы) Свободные капельки жидк. (2) в жидк. (1)— норм, эмульсия типа 2—1, при высокой кон­ центрации дисперсной фазы переходящая в пенообразную (спумоидную) систему Э. свободных пузырь­ ков газа в жидкости. При высокой концен­ трации пузырьков газа, соприкасанием образу­ ющих пленки,дает пену Эмульсия, обращенная по отношению к (1) [пе­ нообразная система всегда является проме­ жуточной стадией обра­ щения фаз (2—1) (1—2)] Свободн. капельки жид­ кости в газе—туман. При укрупнении капе­ лек вследствие коалесденции образуется бы­ стро оседающая систе­ ма—дождь Жидкость (1) Газ (2) (воздух) Жидкость (2) (масло) M Жидкость (1) (вода) В Газ (2) Жидкость (1) Э. в обычном смысле этого с л о в а о п р е д е л я ­ ется к а к система, образуемая к а п е л ь к а м и од­ н о й ж и д к о с т и , н а п р . м а с л а (2), р а с п р е д е л е н ­ н ы м и & в среде д р у г о й ж и д к о с т и , н а п р . в о д ы ( ] ) . Д л я того чтобы т а к а я система м о г л а б ы т ь р а в ­ новесной, необходимо чтобы жидкости были нес м е ш и в а е м ы м и , т . е.. м а л о и л и в о в с я к о м с л у ­ ч а е не в о в с е х о т н о ш е н и я х в з а и м н о р а с т в о р и ­ м ы м и . С п л о ш н а я с р е д а [в д а н н о м с л у ч а е в о д а (1)], со с т о р о н ы к о т о р о й п о в е р х н о с т ь р а з д е л а представляется вогнутой, называется д и с ­ п е р с и о н н о й , или э м у л ь с и о н н о й , с р е д о й , а ф а з а , р а з б и т а я н а к а п е л ь к и ( г л о¬ б у л ы), называется э м у л ь г и р о в а н н о й (дисперсной) ф а з о й . Х а р а к т е р н о е свойство Э. состоит в т о м , ч т о г л о б у л ы , к о г д а о н и п р и малом содержании эмульгированной фазы сво­ б о д н ы , т . е. н е с о п р и к а с а ю т с я д р у г с д р у г о м , принимают под действием м е ж д у м о л е к у л я р н ы х сил благодаря полной легкоподвижности мо­ лекул жидкости и жидкой поверхности раз­ дела сфероидальную форму, достаточно близ­ к у ю к форме ш а р а п р и м а л ы х р а з м е р а х г л о б у л . Действительно, единственной внешней силой, нарушающей строго сферич. форму свободных г л о б у л , я в л я е т с я с и л а т я ж е с т и P=qV(p — 0, в ы з ы в а ю щ а я с е д и м е н т а ц и ю г л о б у л и н а ­ п р а в л е н н а я в в е р х , если э м у л ь г и р о в а н н а я фа­ з а (2) у д е л ь н о л е г ч е д и с п е р с и о н н о й с р е д ы (1) (-D < Х ) ; Б < 0 ) , и л и в н и з ( Р Х ) п р и D >D ) в обратном случае. Сила тяжести Р прямо пропор­ ц и о н а л ь н а г , т а к к а к о б ъ е м г л о б у л ы V = JTIT 2 1 2 1 3 3 D — D [обычно в э м у л ь с и я х н о р м а л ь н о г о т и п а (D — D ) с о с т а в л я е т о к о л о 0,2—0,1 и м е н е е ] . П р и малом содержании эмульгированной фа­ з ы , т . е. п р и б о л ь ш о м р а з б а в л е н и и , э м у л ь с и и , состоящие и з двух чистых ф а з , могут обла­ дать высокой устойчивостью. Таковы конден­ саторные воды паросиловых установок, пред­ с т а в л я ю щ и е собой в ы с о к о д и с п е р с н ы е и в е с ь м а р а з б а в л е н н ы е Э. с м а з о ч н о г о м а с л а в в о д е . У с т о й ­ ч и в о с т ь т а к и х Э. о п р е д е л я е т с я д в у м я п р о т и в о ­ положно действующими факторами: свободной поверхностной энергией—избытком свободной энергии в междуфазной поверхности раздела, т . е. м е ж д у ф а з н ы м п о в е р х н о с т н ы м н а т я ж е н и е м о- , и э л е к т р и ч . з а р я д о м г л о б у л е и л и п о т е н ­ циалом и х поверхности V . В соответствии с общими принципами термодинамики (второе н а ­ чало) наличие избытка свободной энергии (см. Свободная энергия и Свободная поверхностная энергия) в междуфазном поверхностном слое F — F ^a -S в ы з ы в а е т п р и Т = Const с а м о ­ произвольный процесс у м е н ь ш е н и я этой поверх­ ности, приводящий к понижению степени дис­ п е р с н о с т и Э. и з - з а « с л и в а н и я » о т д е л ь н ы х к а п е ­ л е к Э. д р у г с д р у г о м в о в с е б о л е е к р у п н ы е к а п л и . П р о ц е с с к о а л е с ц е н ц и и ( о - OaS < 0 , п р и а , = Const > О, Д # < 0 , S-*min, такова причи­ на строго сферической собственной формы гло­ б у л ) о т л и ч а е т с я от к о а г у л я ц и и т в е р д ы х д и ­ сперсных частиц—процесса, тоже связанного с уменьшением поверхностной энергии системы, но п р и к о т о р о м в о з н и к а ю т н о в ы е п о в е р х н о с т и раздела «твердое—твердое», с о х р а н я ю щ и е с я внутри укрупненной частицы—коагулята, тог­ да к а к при коалесценции в эмульсиях первич­ ные к а п е л ь к и исчезают вовсе, с л и в а я с ь в более крупные. Т а к к а к между фазное поверхностное натяжение является фактором, нарушающим устойчивость Э., то последняя возрастает с у м е н ь ш е н и е м поверхностного натяжения (см.) н а г р а н и ц е о б е и х ф а з , т. е., в о о б щ е г о в о р я , р а с ­ тет с у в е л и ч е н и е м и х в з а и м н о й р а с т в о р и м о с т и , с уменьшением разности и х полярностей (см. т а к ж е Капиллярные явления, Полярность). Од­ н а к о н и з к о е п о в е р х н о с т н о е н а т я ж е н и е в Э. и з двух чистых (однокомпонентных) жидкостей в отсутствии эмульгаторов (см. ниже) начинает сильно сказываться л и ш ь п р и достаточном при­ б л и ж е н и и о к 0: п р и с ^ С к р . ; п о л у ч а е м ы е п р и этом у с т о й ч и в ы е э м у л ь с и и м о г у т б ы т ь названы к р и т и ч е с к и м и Э., т а к к а к они получаются вблизи критической температуры смешения обеих жидкостей и л и жидкости и ее насыщенного п а р а (критич. туманы), когда а д о с т а т о ч н о б л и з к о к 0 ( с м . Критические явле­ ния). Наиболее высокодисперсная форма та­ ких эмульсий—коллоидно-дисперсные крити­ ческие м у т и . 2 2 x 12 а S s v 12 12 12 х1 и п о т о м у быстро п а д а е т с у м е н ь ш е н и е м г ; д о ­ статочно малые глобулы строго сферичны, особенно п р и н е б о л ь ш о й р а з н о с т и п л о т н о с т е й Э м у л ь г а т о р ы . Главным фактором, обус­ л о в л и в а ю щ и м устойчивость, особенно в концен­ т р и р о в а н н ы х Э-,—«стабилизующим фактором»— я в л я е т с я введение третьего компонента, обычно коллоидно-растворенного в одной и з фаз по­ верхностно-активного вещества, называемого э м у л ь г а т о р о м . Стабилизующее действие эмульгатора сводится не столько к в ы з ы в а е м о м у им понижению междуфазного поверхностного н а т я ж е н и я (особенно е с л и <т н е о ч е н ь с и л ь н о понижено), сколько к образованию адсорбцион­ ной пленки эмульгатора на поверхности глобул в случае, если она обладает достаточной ме­ ханич. прочностью (защитная пленка). Образо­ вание такой пленки всегда связано с пониже­ нием м е ж д у ф а з н о г о п о в е р х н о с т н о г о н а т я ж е н и я , 12