Поверхностное натяжение дисперсионной среды

Роль поверхностных явлений в дисперсных системах исключительно велика. Многие специфические свойства дисперсных систем объясняются их огромной удельной поверхностью, благодаря которой факторы, связанные с гетерогенностью, приобретают большое значение.

Поверхность любой жидкости стремится сократиться до минимальной площади в результате неуравновешенности сил молекулярного притяжения на поверхности раздела. Молекулы на поверхности втягиваются внутрь жидкости, потому что испытывают большее притяжение со стороны молекул, находящихся в объеме жидкости, чем со стороны молекул пара по другую сторону поверхности. Результирующие силы, действующие на поверхности жидкости, обусловливают свойство, называемое ПОВЕРХНОСТНЫМНАТЯЖЕНИЕМ. Поверхностное натяжение s является количественной мерой энергии, необходимой для образования 1 см² новой поверхности. Поверхностное натяжение имеет размерность энергия/площадь = сила×длина/длина² = сила/длина и обозначается в системе СИ в Н/м, в СГС -эрг/см или дин/см (1дин/см=10 ^-3Н/м). Поверхностное натяжение можно определить еще и как силу, действующую вдоль поверхности и приходящуюся на единицу длины края жидкости.

Добавка растворимого вещества может значительно понизить поверхностное натяжение растворителя. Но если вещество вызывает повышение поверхностного натяжения, этот эффект невелик, потому что растворенное вещество вытесняется из поверхностного слоя. В зависимости от их влияния на поверхностное натяжение растворенные вещества называют поверхностно-активными и поверхностно-неактивными. В случае поверхности раздела водный раствор - воздух поверхностно-неактивными являются неорганические электролиты, соли органических кислот и оснований с низким молекулярным весом. Поверхностно-активными считаются органические кислоты, спирты, простые и сложные эфиры и т.д. Влияние поверхностно-активных веществ на натяжение воды может быть велико, особенно эффективно понижают поверхностное натяжение мыла и другие моющие средства. Они обладают высокой смачивающей способностью. (Для буровых растворов яркий пример - сульфанол).

При повышении поверхностного натяжения уменьшается поверхностная активность, т.е. уменьшается смачивающая способность. С понижением s повышается поверхностная активность и понижается растворимость ПАВ в воде.

Вещества, которые понижают поверхностное натяжение жидкостей, называются капиллярно -активными, вещества, которые повышают поверхностное натяжение - капиллярно- инактивными.

Значимость поверхностных явлений в процессе бурения определяется смачиванием стенок скважины, сложенных породами с различными поверхностными свойствами, проникновением в поровое пространство коллекторов, заполненных жидкостью с определенными поверхностными характеристиками, поверхностным эффектом, оказываемым буровым раствором на разрушаемую в процессе бурения горную породу.

Задача данной работы - сравнить поверхностные свойства дисперсионных сред для приготовления глинистых буровых растворов, изменить их в сторону увеличения поверхностной активности и уменьшения ее. Сделать выводы о пригодности бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта.

Дата добавления: 2015-07-12