Адсорбция на ПАВ от водни разтвори

Адсорбционно уравнение на Гибс

Уравнение (8.27) се нарича основно уравнение на адсорбцияГибс. (17)

За бинарен разреден разтвор с концентрация на разтворено вещество С, когато промяната в химичния потенциал на разтворителя по време на адсорбцията може да бъде пренебрегната, уравнение (17) се превръща в широко използваното уравнение на Гибс за неелектролити

(18)

където R е универсалната газова константа; Т е температура.

Уравнение (18) илюстрира ефекта от природата на дадено вещество върху адсорбцията чрез производното dσ/dC. Това производно определя знака на излишната адсорбция. За да се изключи ефектът на концентрацията върху производното, неговата гранична стойност се приема при C>gt; 0; тази стойност се наричаповърхностна активности се обозначава сg :

Анализът на това уравнение показва, че адсорбцията ще бъде положителна (Г> 0) при dσ/dc 0 и следователно Г + и С1 - ще бъдат привлечени в общата фаза по-силно от водна молекула, тъй като силите на взаимодействие на Na + - вода са по-големи от вода - вода. Към това се добавят силите на кулоновото взаимодействие на Na + и C1 - . В резултат на това повърхностният слой е изчерпан от електролит.

Повърхностноактивни вещества

Повърхностноактивните вещества са тези вещества, които са в състояние да адсорбират (концентрират) върху повърхностите на разделителната способност на фазите и в резултат на това да намалят тяхното повърхностно напрежение.

Молекулите на повърхностно активното вещество иматамфифилна( двойна) структура. Обикновено се изобразяват като попова лъжица, при която главата е полярна (хидрофилна), а опашката е неполярна (хидрофобна).

Области на приложение на ПАВ:

» Намалено повърхностно и междинно напрежение

» Предотвратяване образуването на емулсии

» Дисперсия и суспензия на фини частици

» Омокряемост: хидрофилна или хидрофобна повърхност

» Стабилизиране на глинести образувания

» Химична активност на киселините

» Предотвратяване на утайки

Изисквания към ПАВ

Съвместимост с течности и добавки за обработка на кладенци

Висока активност при ниски концентрации

Ниска адсорбция върху резервоарни скали

Способността да се развие необходимото ниво на омокряемост на скалата, както и да се поддържа това ниво

Висок коефициент на разпределение на разтворимостта в течност за обработка на кладенец

Повърхностноактивните добавки към техническата вода позволяват:

Да се ​​засили процеса на разрушаване на скалите на дъното. Това се обяснява по следния начин. По време на процеса на пробиване скалата в зоната на контакт с бита е покрита с мрежа от макро- и микропукнатини, които след отстраняване на товара се затварят и по този начин работата, изразходвана за тяхното образуване, впоследствие не се използва за улесняване на разрушаването на скалите. С адсорбцията на повърхностноактивни вещества върху повърхността на такива микропукнатини се предотвратява тяхното затваряне, като по този начин се осигурява, така да се каже, намаляване на якостта на скалите в зоната преди счупване (ефектът на P.A. Rebinder, 1928).

Намалете силата на триене между стените на кладенеца (аксиално триене) и сондажните тръби, както и износването на последните. Материалът на сондажната тръба и скалите са хидрофобни, така че молекулите на повърхностно активното вещество се адсорбират върху тях с техните хидрофобни (въглеводородни) части. Получените гранични филми („молекулярна купчина“) могат значително да намалят триенето и износването на повърхностите в контакт в кладенеца.

За повишаване на износоустойчивостта на инструмента за рязане на скали порадиобразуване на подобен граничен филм върху режещата структура и опорите на битовете.

Обхватът на водните разтвори на ПАВ е същият като този на техническата вода. Въпреки това, техните предимства показват необходимостта и целесъобразността от добавяне на повърхностноактивни вещества към техническа вода (полимерни и други разтвори) в почти всички случаи, когато е възможно (изключение: сондиране в зони на загуба и отваряне на водоносни хоризонти за битови и питейни цели). Препоръчва се повърхностно активните вещества да се въвеждат в сондажната течност преди отварянето на нефтени резервоари.

От гледна точка на повърхностната активност всички вещества могат да бъдат разделени на две групи:

• първата група включва тези, за които(dσ/dC)0, се наричат ​​повърхностно активни;
• втората група включва вещества, за които(dσ /dC)> 0 иГ 0 и следователно Г 0), намалявайки повърхностното напрежение(да/dС

---