Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
В»едов более поверхностно-активных примесей, которые воздействуют на результаты, особенно при больших временах измерения. Очистка адсорбцией на гидрофобном кремнеземе и на поверхности раздела жидкость/газ (вспенивание), может замедлить второй процесс достаточно, чтобы разрешить определение поверхностного натяжения, понижающегося только одним поверхностно-активным веществом. Также автор сообщает о полученных таким образом значениях поверхностного натяжения и адсорбции, вычисленной из этих значений.
Согласно [10] тензиометрия максимального давления в пузырьке - единственная методика, которая позволяет измерить динамическое поверхностное натяжение растворов поверхностно-активного вещества в коротком диапазоне времени порядка миллисекунд и даже меньше. Чтобы достигнуть таких чрезвычайно коротких адсорбционных времен, множество гидродинамических и аэродинамических эффектов должно быть учтено, чтобы измерить физические величины или скорректировать соответствующие влияния. В частности проектирование приборов, и особенно геометрия измерительной ячейки и капилляра, имеют ключевое значение для точных экспериментов. Другая важная проблема - путь определения характерных времен пузырька, таких как мёртвое время и время жизни пузырька. Примеры демонстрируют, что методика давления в пузырьке обеспечивает хороший инструмент для исследований адсорбционной динамики даже для растворов высоких вязкостей.
В работе [11] несколько физико-химических свойств были определены для н-додециллактобионамида (LABA), мальтозы 6-O-додеканата(сложный эфир C12-мальтозы), и тетра (этиленоксид) додециламида (TEDAd). Увеличение гибкости углеводной группы, допуская большую возможность молекулярных конформаций, уменьшает минимальную площадь приходящуюся на молекулу в поверхности раздела жидкость-пар, полученную при критической концентрации мицеллы (ккм). Полученные ккм составляли 0.35 мМ (LABA), 0.3 мМ (сложный эфир C12-мальтозы), и 0.5 мМ (TEDAd). Коэффициент диффузии мономера уменьшается с молекулярным весом и возрастанием группы гибкость углеводной группы, и значения были в диапазоне от 3.1 10?10 до 3.6 10?10 м2/с. Коэффициенты диффузии мицеллы (от 0.46 10?10 до 0.68 10?10 м2/с) показали, что мицеллы TEDAd отклонялись от сферической формы сильнее прочих. Числа аггрегации мицеллы, определенные гашением флюореiенции временного распада(TRFQ), как оценивалось, были 12010 (LABA), 9010 (сложный эфир C12-солодового-сахара), и 13010 (TEDAd). Измерения динамического поверхностного натяжения показывают, что адсорбция TEDAd на поверхность раздела жидкость-пар при малых временах жизни поверхности ограничена диффузией, тогда как адсорбционный барьер присутствует для поверхностно-активных веществ с углеводной группой. Анализ данных динамического поверхностного натяжения выше ККМ показывает, что скорость разрушения мицелл быстрее для TEDAd чем для двух поверхностно-активных производных углеводов.
Авторами [12] экспериментально изучены и качественно интерпретированы конкурирующие влияния адсорбции пентанола и адсорбции аммиака на форму осесимметричных оiиллирующих струй воды. В то время как нет никакого значительного влияния адсорбционного процесса на струи чистой воды, значительное изменение в длине струи и отклонение от синусоидального развития поверхностного колебания в присутствии н-пентанола наблюдается, сопровождаемое увеличением скорости адсорбции. Следовательно зависимость формы струи от межфазного перемешивания показана. "ияния адсорбции пентанола, поверхностной эластичности поверхностной пленки пентанола и вклад неоднородного распределения скоростей на стабильности струи обсуждены количественно.
Авторы [13] ссылаются на теоретические статьи, где показано, но также подтверждено экспериментами, что транспортные коэффициенты в мицеллярных водных растворах показывают многие аномалии (минимумы и максимумы в концентрационных зависимостях). Исследования показали существование четырех критических концентраций мицеллообразования. Приблизительно при 30C, у критических концентраций мицеллообразования есть минимум. Измерения динамического поверхностного натяжения снабжают информацией относительно комплексообразования ПАВ/полимер.
3. Практическая часть
.1 Метод максимального давления в газовом пузырьке
Суть метода состоит в следующем. Уровень жидкости в капилляре, погруженном в раствор при условии, что жидкость смачивает стенки капилляра и давление внутри и снаружи одинаково, устанавливается несколько выше уровня жидкости вследствие капиллярного поднятия. Если начать увеличивать давление внутри капилляра, выдувая из него столбик жидкости, то рост давления с падением уровня жидкости в капилляре будет линеен вплоть до конца капилляра. После того, как жидкость покинет капилляр, с ростом размера пузырька начнется быстрое уменьшение радиуса кривизны мениска жидкости. При этом (если за этот промежуток времени поверхностное натяжение изменится незначительно) капиллярное давление, обратно пропорциональное радиусу кривизны поверхности, будет расти. Когда радиус кривизны растущего пузырька станет равен радиусу капилляра r (при этом растущий пузырек будет иметь форму, близкую к полусфере), капиллярное давление достигнет своего максимума. При дальнейшем росте пузырька радиус его кривизны уже начнет увеличиваться, и давление газа будет больше капиллярного. Из-за этого происходит отрыв пузырька.
Если процесс формирования пузырька прои?/p>