Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ивые разных концентраций расходятся, но затем они вновь пересекаются. В результате в области времен 1.5 - 6 мс динамическое поверхностное натяжение раствора ПАВ оказывается выше, чем у воды, причем этот эффект усиливается с увеличением концентрации. В равновесных условиях поверхностное натяжение раствора ПАВ уменьшается с повышением концентрации.
Таким образом, в динамических условиях наблюдается инверсия концентрационной зависимости поверхностного натяжения. Подобное аномальное превышение поверхностного натяжения раствора ПАВ над величиной поверхностного натяжения растворителя в начальный период адсорбции наблюдали Томас и Холл. Они высказали предположение, что это явление можно связать с процессом ориентации молекул ПАВ при адсорбции. В самом деле, при большой концентрации на поверхности молекулы ПАВ мешают друг другу ориентироваться, и чем выше концентрация, тем медленнее идет молекулярная ориентация на поверхности, наблюдается соответствующее ей падение поверхностного натяжения (ниже мы приведем уравнения, описывающие данный процесс (в данной работе приведены выше)). Поэтому временно, пока структура поверхностного слоя не приблизится к равновесной, поверхностное натяжение при большой концентрации молекул в растворе оказывается выше, чем при малой концентрации.
В работе [4] авторами было получено общее уравнение динамической поверхностной адсорбции ? (t) для метода максимального давления в пузырьке, решением диффузионного уравнения Фика для пузырьков при различных начальных и граничных условиях. Отличающаяся от плоской поверхностной адсорбции (уравнение Уорда-Тордэя), полученная динамическая поверхностная адсорбция ? (t) для малых времен складывается из двух частей, одна из них отражает геометрический эффект, вызванный сферической пузырьковой поверхностью. Это влияние было обсуждено.
Равновесное поверхностное натяжение ?eq и динамическое поверхностное натяжение ? (t) водного C10E8 (CH3 (CH2) 9 (OCH2CH2) 8OH) раствора при температуре 25C были измерены посредством метода пластинки Вильгельми и метода максимального давления в пузырьке соответственно. В области (малые времена) было достигнуто хорошее согласие экспериментальных результатов с теорией, и адсорбцию контролировала диффузия. Всё же для длительного времени было доказано, что контроль процесса диффузионной кинетики смешанный.
В работе [5] предложена теоретическая модель для динамического поверхностного натяжения воздушного пузырька, растущего в растворе поверхностно-активного вещества мицеллярной концентрации. Модель учитывает влияние роста поверхности пузырька во время адсорбции молекул поверхностно-активного вещества (мономеров), и влияние распада полидисперсных мицелл на диффузию поверхностно-активного вещества. Предполагая малость отклонений от равновесия и постоянство темпа расширения, получено аналитическое выражение для поверхностного натяжения и подповерхностной концентрации мономеров как функция времени. Характерное время мицеллообразования вычислено из экспериментальных данных для двух поверхностно-активных веществ (додецилсульфат натрия и нонилфенолполигликолевый эфир), полученных методом максимального давления в пузырьке.
Авторами работы [6] влияние мицелл на динамическое поверхностное натяжение мицеллярных растворов поверхностно-активных веществ изучено экспериментально посредством метода максимального давления в пузырьке. Использованы различные частоты образования пузырька в интервале приблизительно между 1 и 30 с-1. Вычислена временная зависимость поверхностного натяжения с использованием поправки на мёртвое время. Исследованы водные растворы двух типов поверхностно-активных веществ с различными концентрациями: додецилсульфат натрия и нонилфенолполигликолевый эфир. Поверхностное натяжение в присутствии мицелл релаксирует быстрее. Характерные времена релаксации поверхностного натяжения, видимо, находятся в миллисекундном диапазоне. Временные константы, наблюдаемые экспериментально, объяснены в рамках теории диффузии поверхностно-активного вещества.
В работе [7] предлагается теоретическая модель для динамического поверхностного натяжения воздушного пузырька, расширяющегося в растворе поверхностно-активного вещества. Модель учитывает влияние конвекции на диффузию поверхностно-активного вещества и влияние расширения поверхности пузырька во время адсорбции молекул поверхностно-активного вещества. Принимая малость отклонений от равновесия и постоянство темпа расширения, получено аналитическое решение для поверхностного натяжения и подповерхностной концентрации, как функций времени. Параметры модели вычислены из экспериментальных данных для додецилсульфата натрия, полученных методом максимального давления в пузырьке.
В работе [8] впервые изучено динамическое и равновесное поверхностное натяжение водных растворов хлорида додециламидоэтилдиметилбензиламмония различных концентраций при 16, 20, 25, 30, и 35C. Обсуждено влияние концентрации и температуры на релаксацию поверхностного натяжения. Рассматривают возможность двухмерного фазового перехода и его влияния на динамическое поведение поверхностного натяжения.
Автор [9] утверждает, что измерения поверхностного натяжения растворов додецилсульфата натрия как функции времени на различных стадиях очистки ясно показывают, что относительно быстрая адсорбция поверхностно-активного вещества сопровождается относительно медленной адсорбцией с?/p>