Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Noggrann bestämning av jämvikts ytans spänningsvärden med områdes störnings test

Published: August 30, 2019 doi: 10.3791/59818

Summary

Två protokoll för bestämning av värdena för jämvikts ytspänning (EST) med hjälp av den framväxande bubbelmetoden (EBM) och den snurrande bubbelmetoden (SBM) presenteras för en ytaktivt innehållande vattenfas mot luft.

Abstract

Vi demonstrerar två robusta protokoll för bestämning av värdena för jämvikts ytspänning (EST) med områdes störnings test. EST-värdena bör bestämmas indirekt från värdena för dynamisk ytspänning (DST) när ytspännings värden (ST) är vid steady-state och stabila mot störningar. Den framväxande bubbla metod (EBM) och spinning Bubble Method (SBM) valdes, eftersom, med dessa metoder, är det enkelt att införa området störningar samtidigt som dynamisk spänning mätningar. Plötslig expansion eller komprimering av en luftbubbla användes som en källa till områdes störning för EBM. För SBM användes förändringar i provlösningens rotations frekvens för att framställa Area-perturbationer. En Triton X-100 vattenlösning av en fast koncentration över dess kritiska micelle koncentration (CMC) användes som en modell tensid lösning. Det fastställda EST svärdet för modellen luft/vatten gränssnitt från EBM var 31,5 ± 0,1 mN · m-1 och det från sbm var 30,8 ± 0,2 mn · m-1. De två protokollen som beskrivs i artikeln ger robusta kriterier för att fastställa de bästa värdena.

Introduction

Bestämning av jämvikt ytspänningen (EST), eller jämvikt gränsskiktsspänning (eift), av en given luft/vatten eller olja/vatten gränssnitt är ett kritiskt steg för tillämpningar i ett brett spektrum av industriella områden såsom detergency, förbättrad oljeutvinning , konsumentprodukter och farmaceutisk kemi1,2,3,4. Sådana spänningsvärden skall bestämmas indirekt från den dynamiska ytspänningen (DST) eller den dynamiska gränsskikts spänningen (DIFT), eftersom endast dynamiska spänningsvärden är direkt mätbara. Dynamiska ytspännings värden (dvs. mätning av spänningsvärden som funktion av tid) bestäms med jämna mellanrum. Jämvikts spänningsvärden bedöms vara fastställda när DST-värdena är vid steady state. Sann jämvikt ytspänning värden är bättre etablerade när de är stabila mot störningar5. Flera observationer av spänningen avkoppling efter ytbehandlar områdes kompression har tidigare rapporterats av mjölnare och lunkenheimer, som använde två klassiska tensiometry metoder, den du Noüy ringer och de WILHELMY pläterar metoder6,7 ,8. Dessa metoder är mindre noggranna än de som används i denna studie, och dessa DSTs mättes varannan minut. Många tekniker har utvecklats för att mäta ytspänningen (st) eller gränsskiktsspänning (ift) värden av gränssnitt, men det finns bara en handfull tekniker som kan användas för att mäta DST eller DIFT värden och tillåta en att tillämpa störningar att testa stabiliteten hos de förvärvade steady-state spänningsvärden9. Om vatten lösningen innehåller ytaktiva blandningar, och när en av komponenterna adsorber mycket snabbare än de andra, kan det finnas en tillfällig platå i DST kurvor10. Då kan de presenterade metoderna inte fungera bra på kort tid-skalor som för en komponent tensider, men de kan fortfarande fungera om förfarandena förlängs något för att täcka längre tidsskalor.

De protokoll som beskrivs här visar endast representativa data för ytspännings värden för en luft/vattenlösning. Dessa protokoll gäller dock även för IFT av en vattenlösning mot en andra vätska, till exempel en olja, som är blandbar med vatten lösningen och har en mindre densitet än vatten lösningen. Här presenterar vi två robusta metoder som uppfyller dessa kriterier, den framväxande bubbelmetoden (EBM) och den snurrande bubbelmetoden (SBM). I båda metoderna bestämmer man ST-värden som baseras på bubbelformer och som inte kräver kontaktvinkel information, vilket kan medföra betydande osäkerhet och fel i mätningarna. För EBM, område störningar införs genom att plötsligt ändra volymen av bubblan som uppstår från en spruta nål spets. För SBM används ändringar i rotations frekvensen för proverna för Area-perturbations. De detaljerade protokollen syftar till att vägleda forskare inom området, så att de kan undvika vanliga misstag eller fel i dynamisk och jämvikts tensiometri och bidra till att förhindra felaktiga tolkningar av förvärvade data.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. minsta instrumentspecifikationer

  1. Bered en Tensiometer för EBM med följande specifikationer: i ett dispenseringssystem för styrning av gasvolymen. (II) en kamera för att fånga bubbelbilden; (III) en bildanalysprogram vara för att lösa Laplace-Young ekvation (ly ekvation) med den axisymmetriska bubblan form analysalgoritm11,12; och (IV) en temperaturkontrollerad provkammare.
    Anmärkning: vanligtvis kan instrumentet för EBM också användas för hängande Drop metod, där en liten droppe bildas och hänger vertikalt från slutet av en spruta nål.
  2. Bered en Tensiometer för SBM med följande specifikationer: i en prov rörs hållare som kan snurra en prov rörs hållare horisontellt vid höga rotations frekvenser på minst 6 000 RPM. (II) en kamera för att fånga bilden av den snurrande bubblan i röret; och (III) en bildanalysprogram vara för att lösa den allmänna ekvationen och Vonnegut ekvation13.
    Obs: protokollet kan pausas här.

2. material och provberedning

  1. Få rent vatten från en vattenrenings apparat. Resistivitet av vattnet vid 25 ° c på enhetens utgång bör vara 18,2 MΩ · cm eller Close.
  2. Rengör alla borosilicatflaskor, kvarts celler, glas och magnetiska omrörnings stänger genom att blötlägga dem i rent vatten i minst 8 h och upprepa blötläggnings processen minst en gång till.
    Observera: blötläggnings processen syftar till att ta bort kvarvarande joner från glas behållarna, vilket kan påverka ytspännings värden betydligt.
  3. Förbered en ytaktiva lösning av intresse i det rengjorda glas.
    Anmärkning: koncentrationen av tensiden bör vara lägre än löslighetsgränsen i vattnet.
  4. Tvätta varje behållare som ska användas för spännings mätningarna med den provlösning som ska användas för de faktiska mätningarna innan prov lastning.
  5. Mät densiteterna hos de flytande proverna före spännings mätningen till tre eller fyra signifikanta siffror.
    Obs: protokollet kan pausas här.

3. yttensiometri med den framväxande bubbelmetoden (EBM)

  1. Kalibrera den bildinlösande enheten i tensiometern enligt leverantörens bruksanvisning.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  2. Välj en inverterad nål av rostfrittstål baserat på den uppskattade maximala bubbeldiametern från de uppskattade ytspännings värdena.
    Obs: den maximala bubbeldiametern kan uppskattas från kapillärlängden, dc Equation 1 (, där γ är ytspänningen (N · m-1), δr är densitetsdifferensen för vätskefasen och luften (kg · m-3). och g är gravitations accelerationen (m2· s-1)). Den maximala bubbelvolymen (VMax) kan uppskattas som πdc3/6.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  3. Placera den inverterade nålen av rostfrittstål, som erhålls från samma leverantör av tensiometern, i spetsen på dispenseringsenheten.
    Anmärkning: en automatiserad dispenser rekommenderas jämfört med en manuell spruta, eftersom det är lättare och mer exakt för användarna att producera önskad volym, och sedan, volym och område störningar till ytan. Den minsta volym steg av dispensern rekommenderas att vara mindre än 1 μL, från 0,2-0,5 μL, för att producera exakta området perturbations. Protokollet kan pausas här.
  4. Bestäm vätske provets volym för spännings mätningarna så att djupet i vätske provet är tillräckligt långt för att få hela den inverterade delen av dispenseringskanylen nedsänkt och för att ha ytterligare ~ 20 mm djup i vätske provet mellan inverterade nålspetsen och vätske prov ytan.
  5. Fyll på ett vätske prov i kvarts cellen och placera cellen ovanpå prov plattformen. I vårt exempel var vätske provvolymen 40 mL.
  6. Justera höjden på den inverterade nålen så att nålspetsen är minst 20 mm under vätske provets yta.
  7. Justera positionen för den inverterade nålen så att gränsen för nålspetsen är parallell med vätske luft ytan.
  8. Injicera ~ 1 mL luft genom den nedsänkta inverterade nålen för att avlägsna orenheter som möjligen kan förekomma på spetsen av sprutan. Detta förfarande används för att förbättra ytan kemisk renhet av luft/flytande gränssnitt.
  9. Uppskatta den maximala bubbelvolymen (VMax) med en procedur som beskrivs nedan. Först, fördela ~ 2 μL luft för att bilda en bubbla på spetsen av sprutan och observera bubblan formen. Öka sedan bubbelvolymen med ~ 0,5 μL och observera bubbelformen. Upprepa de två föregående stegen tills bubblan lossnar från nålspetsen. Det här steget anger VMax.
  10. Bestäm lämpligt intervall för bubbelvolymen, baserat på den tidigare uppsättningen observationer.
    Obs: bubblan formen bör vara icke-sfäriska, väsentligen deformeras av gravitation, för att möjliggöra korrekt användning av axisymmetriska Drop form analysalgoritm, och bubblan volymen bör vara ganska mindre än VMax för att undvika bubbla avlossning från nålspetsen. För sprutspetsen med innerdiametern 0,84 mm är den föredragna initiala bubbelvolymen cirka 4 μL.
  11. Bestäm den initiala bubbelvolymen baserat på det bubbelvolymintervall som bestämts från föregående steg. Den initiala bubbelvolymen bör vara nära mitten av bubbelvolymintervallet så att volymen, och området, störningar producerar bubblor innanför intervallet.
  12. Fördela den förutbestämda initiala bubbelvolymen från föregående steg för att bilda en bubbla på spetsen av den inverterade sprutspetsen. Se till att bubblan är i hydrostatisk jämvikt, vilket innebär att ytspänningen krafterna balansera gravitationen (flytkraft) styrkor.
    Obs: det är viktigt att bubblan fästs utanför nålspetsen för att förhindra förekomst av tensiden i sprutnålen. Om bubblan fästs inuti nålspetsen upprepar du steg 3,8 för att rengöra nålspetsen.
  13. Mät den dynamiska ytspänningen baserat på formen på den producerade luftbubblan på spetsen av nålspetsen varje 1 s, eller ett annat förutbestämt tidsintervall. Den rekommenderade numeriska algoritmen för att beräkna ytspänningen är en baserad på den axisymmetriska droppformen analysmetod av ly ekvation11,12.
  14. Jämför den faktiska formen på bubblan med den beräknade formen. Om de två formerna överlappar helt, eller nästan, är det en som innebär att jämvikts ekvationen är giltig för varje dynamisk och långsamt varierande form. Denna inferens är helt giltig när bubblan slutar röra sig, och ST slutar förändras, att ha hydrostatisk jämvikt.
    Anmärkning: kriteriet att ytspännings värdet är enhetligt i hela gränssnittet och att hydrodynamiska effekter inte är viktiga är att den beräknade bubbelgränssnittets form baserat på de optimala härledda ytspännings värdena överlappar visuellt med faktisk bubbelgränssnittsform. Mer kvantitativa tester är möjliga, men kommer inte att beaktas i denna artikel.
  15. Mät ytspänningen som en funktion av tiden tills den första steady-state ytspänningen (SST1) uppnås. SST definieras som ett platå värde bortom vilket ytspänningen förändras med mindre än 1 mN · m-1 (eller mindre än 5%) i flera (10 till 100) på varandra följande dynamiska ytspännings mätningar.
  16. Spela in bubbelvolymen (V1) och ytarean (a1)
  17. Minska bubbelvolymen genom att ta bort ~ 1 μL luft och anteckna den nya bubbelvolymen, V2 och Area, A2 (se figur 1).
  18. Fortsätt att mäta sommartid och områden tills sommartid når den andra specialverktyget (SST2) vid Bubbelvolymen på V2.
  19. Utöka bubbelvolymen genom att injicera ~ 1 μl luft så att v3v1 och en3 a1.
    Anmärkning: att ha v3 och en3 exakt lika med v1 och en1 är inte nödvändigt.
  20. Fortsätt att mäta DST-värden tills en tredje SST (SST3) har uppnåtts. Om de tre SST-värdena skiljer sig från varandra med mindre än 1,0 mN · m-1, eller med 5%, definieras deras medelvärde som jämvikts ytans spänning (EST).
    Obs: protokollet kan pausas här.

4. yttensiometri med den snurrande bubbelmetoden (SBM)

  1. Kalibrera den bildinlösande enheten i tensiometern enligt leverantörens bruksanvisning.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  2. Fyll provhållarens glas rör, kompatibelt med den snurrande tensiometern för mätningen, med ett vätske prov och Stäng locket. Inga luftbubblor bör finnas inuti glasröret.
    Anmärkning: det rekommenderas att provhållaren och glasröret, som tillhandahålls av instrument säljaren eller är kompatibla med tensiometern, används.
  3. Placera den fyllda provhållaren inuti den snurrande kammaren i den snurrande tensiometern.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  4. Snurra röret med en låg hastighet av ~ 500 rpm för att förhindra den injicerade bubblan från att migrera uppåt och/eller fästa på röret väggen.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  5. Ladda ~ 2,0 μL luft i sprutan.
    Obs: protokollet kan pausas här.
  6. Sätt sprutan nålen piercing genom polymera septum tätning toppen av spinning röret.
  7. Injicera en luftbubbla på ~ 2,0 μL i det snurrande röret.
    Obs!: bubbelvolymen är vanligtvis konstant, om inte bubblan bryts. Om bubblan bryts, är det bättre att starta processen igen.
  8. Öka provhållarens rotations frekvens till ν1 så att bubblan inuti glasröret deformeras så att förhållandet mellan den horisontella bubbellängden (L) och radien i mitten av bubblan (R) för att nå ett värde av 8 eller Större.
    Anmärkning: om provröret, med det tillgängliga instrumentet, inte kan snurras vid en tillräckligt hög rotations frekvens för att möjliggöra kraftig bubbeldeformation och ha ett L/R -förhållande på 8 eller mer, kan den allmänna ekvationen användas för att beräkna sommartid Värden.
  9. Justera lutningsvinkeln för mätkammaren som innehåller röret, om det behövs, för att placera provröret orienterat horisontellt, för att förhindra bubbelrörelser och för att uppnå gyrostatisk jämvikt (hydrostatisk jämvikt i en roterande vätska) för en axisymmetriska formen antas i den LY ekvation och algoritm som används.
    Anmärkning: Gyrostatisk jämvikt definieras för roterande bubblor, analogt till den hydrostatiska balansen av icke-roterande bubblor, när bubblan inte rör sig.
  10. Mät DST-värdena med ett förutbestämt tidsintervall. Det typiska värdet är 1 s.
  11. Fortsätt att mäta DST vid en fast rotations frekvens, ν1, tills den når ett steady-state-värde (SST1) och Record SST1 och rotations frekvensen ν1 (se figur 2).
  12. Spela in bubbelvolym, V1 och område, A1.
  13. Ändra rotations frekvensen till en andra rotations frekvens, ν2, för att variera ytans yta.
  14. Fortsätt att mäta DST vid en fast rotations frekvens, ν2, tills den når ett andra steady-state-värde (SST2) och rotations frekvensen ν2.
  15. Spela in bubblan volym, V2 och område, en2.
    Anmärkning: v2 bör vara mycket nära v1.
  16. Ändra rotations frekvensen till ν3.
    Anmärkning: med ν3 exakt lika med ν1 är inte nödvändigt.
  17. Mät SOMMARTIDS värden med en fast rotations frekvens, ν3, tills det tredje steady-state-värdet, SST3, har uppnåtts.
  18. Rekord ν3 och en3.
  19. 4,19. när de tre SST-värdena avviker från varandra med mindre än 1,0 mN · m-1 (eller med mindre än 5%), anses deras medelvärde vara "est".

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dynamisk ytspänning och jämvikt ytspänning av en vattenhaltig Triton X-100 lösning med EBM
SST-värdena för Triton X-100-lösningarna mot luft mättes, och deras stabilitet testades för en vattenlösning på 5 mM. CMC för detta ytaktivt ämne i vatten är 0,23 mM14. SST1, 31,5 ± 0,1 mn · m-1, erhölls ungefär 20 s efter att bubblan bildades (figur 3). Efter ca 25 s, var ytan komprimerad från en1 = 11,4 mm2 till en2 = 9,0 mm2 genom att minska bubbelvolymen från V1 = 3,8 μl till V2 = 2,8 μl. SOMMARTID sjönk först till 31 mN · m-1, och inom 1 s, det ÖKAS till SST2 av 31,5 ± 0,1 mn · m-1. Efter ca 50 s utvidgades ytarean abrupt från en2 = 9,0 mm2 till en3 = 11,4 mm2 genom att öka Bubbelvolymen från 2,8 μl (v2) till 3,8 μl (v 3). DST-värdet ändrades lite och därför var SST3 fast besluten att vara 31,5 ± 0,1 mn · m-1. De tre SST-värdena var ungefär desamma. Därför fastställdes EST vara 31,5 ± 0,1 mN · m-1.

Dynamisk ytspänning och jämvikt ytspänning av en vattenhaltig Triton X-100 lösning med SBM
Vid 9 000 rpm uppnåddes SST1, 30,9 ± 0,1 mn · m-1, med samma Triton X-100 lösning som beskrivits ovan, om 500 s efter att bubblan injicerats (figur 4). Då minskade ytarean genom att plötsligt ändra rotations frekvensen från ν1 = 9 000 RPM till ν2 = 8 500 rpm. Sedan minskade DST till 27,5 mN · m-1och sedan inom 1 s steg till 30,6 mn · m-1. Därför var SST2 30,6 ± 0,1 mn · m-1. Efter ~ 630 s utvidgades ytarean genom att öka rotations frekvensen från ν2 = 8 500 rpm till ν3 = 9 000 RPM. DST hoppade till ~ 34 mN · m-1, och sedan minskade snabbt till ett steady-state-värde på 30,8 ± 0,1 mn · m-1, SST3. Därför fastställdes EST som 30,8 ± 0,2 mN · m-1. Den 2,2% skillnaden i EST värden från de två metoderna är förmodligen på grund av vissa systematiska fel; diskussionen om dessa fel ligger utanför det aktuella papperets tillämpningsområde.

Figure 1
Figur 1 . Schematiskt diagram över DST, steady-state ytspännings värden (SST1, SST2och SST3) och Est med EBM. V 1 är den initiala bubblan volym, och v2 och v3 är bubblan volymer efter den första och den andra volymen, och område, perturbations, respektive. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 . Schematiskt diagram över DST, steady-state ytspännings värden (SST1, SST2och SST3) och Est med SBM. Här är ν1 rotations frekvensen före området perturbations, och ν2 och ν3 är rotations frekvenserna efter den första och den andra frekvensen, och område, perturbations, respektive. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 . DST av modell tensiden i DI vatten (5 mM) mot luft med EBM. I den här figuren är v1 den första bubbelvolymen, och v2 och v3 är bubbelvolymerna efter den första och andra volymen, och Area, perturbations, respektive. Före varje perturbation nådde DST-värdena ett platå värde, som definieras som SST. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4 . DST av modell tensiden i DI vatten (5 mM) mot luft som utvärderats med SBM. I denna siffra är ν1 rotations frekvensen före Area perturbations, och ν2 och ν3 är rotations frekvenserna efter den första och den andra frekvensen, och Area, perturbations, respektive. I likhet med EBM-metoden, före varje Perturbation, nådde DST-värdena ett platå värde, som definieras som SST. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

EBM och SBM är enkla och robusta metoder för att bestämma spänningsvärden för luft/vatten-eller olje/vatten-gränssnitt vid atmosfärstryck. Nödvändig information för dessa metoder är densiteten för varje fas och ingen kontaktvinkel information krävs för bestämning av spänningsvärden9. En stor begränsning av teknikerna är att proverna ska ha låg viskositet och vara enfas eller under tensiden löslighet. De två protokollen EBM och SBM används för att mäta värden för SOMMARtid för att övervaka dem som en funktion av tiden. När ett SST-värde uppnås testas SST-värdet genom att mäta sommartid efter applicering av områdes störningar. Sedan kan instabila eller metastabilt SST-värden screenas ut5och pålitliga Est-värden kan bestämmas.

De kritiska stegen i EBM-protokollet är (i) avlägsnandet av orenheter från sprutans nålspets (steg 3,8) och (II) valet av en lämplig omfattning av varje områdes störning. Om sprutans nålspets innehåller ytaktiva orenheter kan de uppmätta SOMMARTIDS värdena ha betydande fel jämfört med de med en renad spets. Genom att bilda och lossa en serie luftbubblor på sprutspetsen kan ytaktiva orenheter avlägsnas med luftbubblorna. Dessutom, om de bästa värdena har visat sig variera avsevärt från bubbla till bubbla, det rekommenderas att börja experimentet med ett nytt flytande prov och med ordentligt tvättade flytande provbehållare och sprutor nål. Tvättprocessen för vätskebehållarna beskrivs i steg 2,2 och samma procedur kan vid behov användas för tvättning av sprutnålar. Dessutom, om ytan har komprimerats så mycket att formen på luftbubblan blir nära en sfärisk form, kan de resulterande SOMMARTIDS värden ha betydande fel på grund av svårigheterna att få korrekta lösningar med den tillgängliga programvaran. I sådana fall bör omfattningen av områdes komprimeringen vara mindre, eller den initiala bubbelvolymen, före ytkomprimeringen, bör vara större.

De kritiska stegen i SBM-protokollet är (i) att injicera en luftbubbla utan intrång av luftbubblor och (II) förhindra den injicerade luftbubblan från att kontakta några fasta ytor (t. ex. provrörens innervägg eller septum), så att den gyrostatiska jämvikten kan bibehållas under varje mätning. Om flera luftbubblor injiceras eller bildas i det snurrande provet glasrör, och om dessa bubbla är i närheten av varandra, då de resulterande DST värden kan ha betydande fel på grund av hydrodynamiska interaktioner mellan luftbubblor. I sådana fall rekommenderas att börja experimentet igen från tensiden lösning lastning steg (steg 4,2). Dessutom, för att bibehålla gyrostatisk jämvikt under en mätning, är det starkt rekommenderat att hålla övervaka placeringen av spinning luftbubblan. Varje drivande av den snurrande bubblan till antingen vänster eller höger riktning kan minimeras genom att kontrollera lutningsvinkeln för den snurrande provhållaren.

Samma Tensiometer som används för EBM-protokollet kan också användas för en hängande metod konfiguration där tensiden lösningen är upphängd vertikalt i slutet av sprutspetsen. Pendel Drop metoden har en nackdel, i förhållande till EBM för de experiment som kräver långa tider (över än ca 1 h), eftersom dropp volymen kan minska på grund av lösningsmedels avdunstning. Hängande Drop metoden kan vara att föredra, men när den tillgängliga vätske provvolymen är mindre än den minsta volym som krävs för EBM. Den SBM metoden har vissa fördelar jämfört med hängande droppe metoden, den du Noüy ring metod, eller WILHELMY plattan metod eftersom provet är i en förseglad slang under mätningarna, vilket eliminerar fel på grund av någon lösningsmedels avdunstning. Dessutom, som beskrivs i inledningen avsnitt, gränsskikts spänningar (IFTS) mellan två oblandbara vätskor, såsom olja och vatten för ökad olja återvinnings tillämpningar5,15 eller kolväten och fluorkarbon för brandbekämpning vätskor16, kan bestämmas med samma tensimetrar och med samma protokoll.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Författarna är tacksamma mot Pioneer Oil Company (Vincennes, IN) för ekonomiskt stöd.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10 µL, Model 1701 SN SYR, Cemented NDL, Custom gauge, length, point style Hamilton 80008 gauge: 26s, needle length: 2.5 inch, point style: 2
Anton Paar Density Meter Anton Paar DMA 5000
Barnstead MicroPure Water Purification System Thermo Fisher Scientific 50132374
Emerging bubble tensiometer Ramé-Hart Instrument Company Model 790
Spinning bubble tensiometer DataPhysics Instruments SVT 20
Triton X-100 Sigma-Aldrich X100

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shah, D. O., Schechter, R. S. Improved oil recovery by surfactant and polymer flooding. , Academic Press Inc. New York. (1977).
  2. Hiemenz, P. C., Rajagopalan, R. Principles of Colloid and Surface Chemistry. , Marcel Dekker, Inc. New York. (1997).
  3. Adamson, S. W. Physical Chemistry of Surfaces. , Wiley. New York. (1990).
  4. Doe, P. H., El-Emary, M., Wade, W. H., Schechter, R. S. Surfactants for producing low interfacial tensions: II. Linear alkylbenzenesulfonates with additional alkyl substituents. Journal of the American Oil Chemists' Society. 55 (5), 505-512 (1978).
  5. Chung, J., Boudouris, B. W., Franses, E. I. Surface Tension Behavior of Aqueous Solutions of a Propoxylated Surfactant and Interfacial Tension Behavior against a Crude Oil. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 537, 163-172 (2018).
  6. Miller, R., Lunkenheimer, K. On the determination of equilibrium surface tension values of surfactant solutions. Colloid & Polymer Science. 261 (7), 585-590 (1983).
  7. Miller, R., Lunkenheimer, K. Adsorption kinetics measurements of some nonionic surfactants. Colloid & Polymer Science. 264 (4), 357-361 (1986).
  8. Lunkenheimer, K., Miller, R. Properties of homologous series of surface-chemically pure surfactants at the water-air interface Part I: Equilibrium properties. Abhandlungen der Akademie der Wissenschaften der DDR, abteilung Mathematik, Naturwissenschaften, Technik. (1), 113 (1986).
  9. Franses, E. I., Basaran, O. A., Chang, C. -H. Techniques to measure dynamic surface tension. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 1 (2), 296-303 (1996).
  10. Hua, X. Y., Rosen, M. J. Dynamic surface tension of aqueous surfactant solutions 1. basic parameters. Journal of Colloid and Interface Science. 124 (2), 652-659 (1988).
  11. Rotenberg, Y., Boruvka, L., Neumann, A. W. Determination of surface tension and contact angle from the shapes of axisymmetric fluid interfaces. Journal of Colloid And Interface Science. 93 (1), 169-183 (1983).
  12. Boyce, J. F., Schurch, S., Rotenberg, Y., Neumann, A. W. The Measurement of Surface and Interfacial Tension by the Axisymmetric Drop Technique. Colloids and Surfaces. 9, 307-317 (1984).
  13. Vonnegut, B. Rotating bubble method for the determination of surface and interfacial tensions. Review of Scientific Instruments. 13 (1), 6-9 (1942).
  14. Lin, S. -Y., Mckeigue, K., Maldarelli, C. Diffusion-controlled Surfactant Adsorption Studied by Pendant Drop Digitization. AIChE Journal. 36 (12), 1785-1795 (1990).
  15. Sheng, J. J. Modern chemical enhanced oil recovery: theory and practice. Gulf Professional Publishing. , (2010).
  16. Moody, C. A., Field, J. A. Perfluorinated surfactants and the environmental implications of their use in fire-fighting foams. Environmental Science and Technology. 34 (18), 3864-3870 (2000).

Tags

Ingenjörskonst dynamisk ytspänning jämvikt ytspänning ytspänning avslappning Area störning test framväxande bubbla metod (EBM) spinning Bubble metod (SBM)
Noggrann bestämning av jämvikts ytans spänningsvärden med områdes störnings test
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chung, J., Boudouris, B. W.,More

Chung, J., Boudouris, B. W., Franses, E. I. Accurate Determination of the Equilibrium Surface Tension Values with Area Perturbation Tests. J. Vis. Exp. (150), e59818, doi:10.3791/59818 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter