On the necessity of modifying the dlvo theory (in equilibrium systems)

• Autorzy: Grodzka J. , Pomianowski A.

Warianty tytułu

PL

Konieczność modyfikacji teorii DLVO (w układach równowagowych)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Almost half of a century has past since the time when I (AP) had the opportunity to meet personally three persons of the authors of the DLVO theory, on one of the first international Surface Activity Congresses. Not so long ago I have paper napkins on which, during one of the banquettes, the fathers of the DLVO theory drew the equipment for removal of disorderly lecturers and for punishment them for the "quality" of their presentations. Among the others, we planned to stick pins in... the bottom of professor Ekwall, for his work on bile acids. Derjaguin referred its initial studies on the process of the contact between gaseous bubbles in solutions, and he explained the basic difference between the statically stable systems and the dynamics of unstable foams and free films. By the analogy with the surface pressure in monolayers he defined the equilibrium pressure in free films.

PL

Układy rozdrobnione i zjawiska powierzchniowe są powszechnie opisywane w oparciu o teorię DLVO, wraz z teorią struktury pwe. W pracy zwrócono uwagę, iż rozwój badań dotyczących zachowania roztworów wodnych wymaga wyróżnienia roli wiązań wodorowych, a więc dokonania modyfikacji teorii DLVO. Akceptacja roli dynamicznych agregatów molekuł wody, o zmiennych ilościach drobin i ich ułożeniu, pozwala wyjaśnić obserwowane w układach wodnych "anomalie". W szczególności dotyczy to zagadnienia hydratacji i hydrofobowości. Podkreślając specyfikę wiązań wodorowych wskazano drogę do pełniejszego zdefiniowania oraz uogólnienia pojęcia hydrofobowości. Na przykładzie krzemionki i białka - jako reprezentantów materii "twardej" i "miękkiej" zwrócono uwagę na zmiany charakteru faz, związane z zawartością wody i natury jej wiązań wodorowych, szczególnie w obszarach powierzchniowych. Nagromadzone wątpliwości i duży wzrost ilości prac w omawianej dziedzinie - pozwalają spodziewać się, w najbliższej przyszłości, przełomu w opisie oddziaływań wody z jej otoczeniem.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen bond; water structure; hydrophobicity; soft and hard matter

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 39
• Strony: 11--20
• Opis fizyczny: bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Grodzka J.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Engineering and Technology, Poznan

autor

Pomianowski A.

Bibliografia

• GRABOWSKI S.J., A new measure of hydrogen bonding strength - ab initio and atoms in molecules studies, Chem.Phys.Lett. 338 (2001) 361-366
• BARBIELLINI B., SHUKLA A., Ab initio calculations of the hydrogen bond, Phys. Rev. B 66 (2002) 235101
• GRASSO D., SUBRAMANIAM K., BUTKUS M., STREVETT K., BERGENDAHL J., A review of non-DLVO interactions in environmental colloidal systems, Re/Views in Environmental Science & Bio/Technology 1: 17 – 38, 2002.)
• GUILLOT B., A reappraisal of what we have learnt during three decades of computer simulations on water, J. Mol. Liquids 101 (2002) 219-260.
• GALINSKI E.A., STEIN M., B. AMENDT and M. KINDER, The kosmotropic (structure-forming) effect of compensatory solutes, Comp. Biochem. Physiol. 117A (1997) 357-365.
• DAVIES J.T., RIDEAL E.K., Interfacial Phenomena, Academic Press, (1961) 371.
• JHON Y.I., KIM H.G., JHON M.S., Equilibrium between two liquid structures in water: explicit representation via significant liquid structure theory, J. Mol. Liquids 111 (2004) 141-149.
• SILVERSTEIN K.A.T., HAYMET A.D.J. DILL K.A., The strength of hydrogen bonds in liquid water and around nonpolar solutes, J. Am. Chem. Soc. 122 (2000) 8037-8041.
• CHEN B., IVANOV I., KLEIN M.L., PARRINELLO M., Hydrogen bonding in water, Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 215503.
• ENGLISH N.J., MACELROY J.M.D., Hydrogen bonding and molecular mobility in liquid water in external electromagnetic fields, J. Chem. Phys. 119 (2003) 11806-11813.
• DU Q., FREYSZ E., SHEN Y.R., Surface vibrational spectroscopic studies of hydrogen bonding and hydrophobicity, Science, 264 (1994) 826-82.
• WALLQVIST A., MOUNTAIN R.D., Molecular models of water: Derivation and description, Reviews in Computational Chemistry13 (1999) 183-247.
• KANNO H., YOKOYAMA H., YOSHIMURA Y., A new interpretation of anomalous properties of water based on Stillinger's postulate, J. Phys. Chem. B 105 (2001) 2019-2026.
• SYMONS M.C.R., Water structure, unique but not anomalous, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 359 (2001) 1631-1646.
• COLLINS K.D., WASHABAUGH M.W., The Hofmeister effect and the behaviour of water at interfaces, Quart. Rev. Biophys., 18 (1985) 323-422.
• KOSMULSKI M., Chemical Properties of Material Surfaces, in: vol. 102 Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc. N.Y. 2001
• WIGGINS P.M., High and low-density water in gels, Prog. Polymer. Sci. 20 (1995) 1121-1163.
• POLLACK G.H., Is the cell a gel-and why does it matter? Jap. J. Physiol. 51 (2001) 649-660.
• SCHMID R., Recent advances in the description of the structure of water, the hydrophobic effect, and the like-dissolves-like rule, Monatsh. Chem. 132 (2001) 1295-1326.
• YANG J., DUAN J., FORNASIERO D., RALSTON J., Very small bubble formation at the solid-water interface, J. Phys. Chem. B 107 (2003) 6139-6147.
• WENNERSTRÖM H., Influence of dissolved gas on the interaction between hydrophobic surfaces in water, J. Phys. Chem. B 107 (2003) 13772-13773.
• HAMLEY Ian W., Introduction to Soft Matter, Polymers, Colloids, Amphiphiles and Liquid Crystals, Ed. John Willey & Sons, Ltd (200).
• URQUIDI J., SINGH S., Cho C.H., ROBINSON G.W., Temperature and pressure effects on the structure of liquid water, J. Mol. Struct. 485-486 (1999) 363-371.
• CHO C.H., URQUIDI J., GELLENE G.I., ROBINSON G.W., Mixture model description of the T-, P dependence of the refractive index of water, J. Chem. Phys. 114 (2001) 3157-3162. A. H. Harvey, Comment on "Mixture model description of the T-, P dependence of the refractive index of water" [J. Chem. Phys. 114 (2001) 3157], J. Chem. Phys. 115 (2001) 7795. C. H. Cho, J. Urquidi and G. I. Gellene, Response to "Comment on 'Mixture model description of the T-, P dependence of the refractive index of water'" [J. Chem. Phys. 114 (2001) 3157], J. Chem. Phys. 115 (2001) 7796-7797.
• G. W. ROBINSON, S. -B. ZHU, S. SINGH, M. W. EVANS, Water in Biology, Chemistry and Physics: Experimental Overviews and Computational Methodologies, (World Scientific, Singapore, 1996). (The original SPC reference is H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. van Gunsteren and J. Hermans, in B. Pullman (ed.), Intermolecular Forces (Reidel, Dordrecht, 1981) p331.)
• KELL G.S., Thermodynamic and transport properties of fluid water, in F. Franks (Ed), Water A comprehensive treatise, Vol. 1, Plenum Press, New York, (1972) pp. 363-412.