क्षेत्र क्षोभ परीक्षण के साथ संतुलन सतह तनाव मूल्यों का सटीक निर्धारण
Summary
उभरती हुई बुलबुला विधि (ईबीएम) और कताई बुलबुला विधि (एसबीएम) का उपयोग कर संतुलन सतह तनाव (ईएसटी) मूल्यों का निर्धारण करने के लिए दो प्रोटोकॉल हवा के खिलाफ एक सर्फैक्टेंट युक्त जलीय चरण के लिए प्रस्तुत किए जाते हैं।
Abstract
हम क्षेत्र क्षोभ परीक्षणों के साथ संतुलन सतह तनाव (ईएसटी) मूल्यों का निर्धारण करने के लिए दो मजबूत प्रोटोकॉल प्रदर्शित करते हैं। EST मान अप्रत्यक्ष रूप से गतिशील सतह तनाव (DST) मान से निर्धारित किया जाना चाहिए जब सतह तनाव (एसटी) मान स्थिर राज्य में हैं और क्षोभ के खिलाफ स्थिर. उभरते बुलबुला विधि (EBM) और कताई बुलबुला विधि (SBM) चुना गया था, क्योंकि, इन तरीकों के साथ, यह गतिशील तनाव माप जारी रखते हुए क्षेत्र क्षोभ परिचय सरल है. एक हवा बुलबुला के अचानक विस्तार या संपीड़न EBM के लिए क्षेत्र क्षोभ के एक स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया गया था. एसबीएम के लिए, नमूना समाधान के घूर्णन आवृत्ति में परिवर्तन क्षेत्र क्षोभ का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया गया. अपने महत्वपूर्ण मिसेल एकाग्रता (सीएमसी) के ऊपर एक निश्चित एकाग्रता के एक Triton X-100 जलीय समाधान एक मॉडल surfactant समाधान के रूप में इस्तेमाल किया गया था. ईबीएम से मॉडल वायु/जल अंतराफलक का निर्धारित ईएसटी मूल्य 31.5 $0.1 एमएन-1 था और एसबीएम से 30.8 – 0.2 एमएन-1था। लेख में वर्णित दो प्रोटोकॉल EST मान स्थापित करने के लिए मजबूत मानदंड प्रदान करते हैं।
Introduction
संतुलन सतह तनाव (ईएसटी), या संतुलन interfacial तनाव (EIFT), एक दिया हवा / पानी या तेल / पानी इंटरफ़ेस की एक महत्वपूर्ण कदम है जैसे detergency, बढ़ाया तेल वसूली के रूप में औद्योगिक क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला में अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है , उपभोक्ता उत्पादों , और भेषज संहिता1,2,3,4. केवल डायनेमिक तनाव मान प्रत्यक्ष औसत दर्जे के होते हैं, क्योंकि इस तरह के तनाव मान अप्रत्यक्ष रूप से डायनेमिक सतह तनाव (DST) या डायनेमिक interfacial तनाव (DIFT) से निर्धारित किया जाना चाहिए। गतिशील सतह तनाव मान (यानी, समय के एक समारोह के रूप में तनाव मूल्यों को मापने) नियमित समय अंतराल पर निर्धारित कर रहे हैं. संतुलन तनाव मान निर्धारित किया जा करने के लिए जब DST मान स्थिर स्थिति में हैं समझा जाता है। सही संतुलन सतह तनाव मूल्यों बेहतर स्थापित कर रहे हैं जब वे क्षोभ के खिलाफ स्थिर5. सतह क्षेत्र संपीड़न के बाद तनाव छूट के कई टिप्पणियों पहले मिलर और Lunkenheimer, जो दो शास्त्रीय tensiometry तरीकों का इस्तेमाल किया द्वारा सूचित किया गया है, डु नोज़ी अंगूठी और Wilhelmy प्लेट तरीकों6,7 ,8. उन तरीकों को इस अध्ययन में इस्तेमाल लोगों की तुलना में कम सटीक हैं, और उन DSTs हर कुछ मिनट मापा गया. कई तकनीकों सतह तनाव को मापने के लिए विकसित किया गया है (एसटी) या interfacial तनाव (IFT) इंटरफेस के मूल्यों, लेकिन वहाँ केवल तकनीक है कि DST या DIFT मूल्यों को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और एक को लागू करने के लिए perturbations परीक्षण करने के लिए अनुमति देने के लिए उपयोग किया जा सकता है अधिग्रहीत स्थिर अवस्था तनाव मूल्यों की स्थिरता9| यदि जलीय विलयन में सर्फैक्टेंट मिश्रण होता है, और जब एक घटक दूसरों की तुलना में बहुत तेज़ीसे अधिशोषित हो जाता है, तो डीएसटी वक्र 10 में एक अस्थायी पठार हो सकता है। फिर प्रस्तुत विधियों एक घटक surfactants के लिए के रूप में कम समय के पैमाने में अच्छी तरह से काम नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे अभी भी काम कर सकते हैं अगर प्रक्रियाओं थोड़ा लंबे समय पैमाने को कवर करने के लिए बढ़ा रहे हैं.
यहाँ वर्णित प्रोटोकॉल केवल किसी वायु/जलीय विलयन के सतह तनाव मानों के लिए प्रतिनिधि डेटा दिखाते हैं। हालांकि, इन प्रोटोकॉल भी एक दूसरे तरल के खिलाफ एक जलीय समाधान के IFT के लिए लागू होते हैं, जैसे एक तेल, जो जलीय समाधान के साथ अमिश्रणीय है और जलीय समाधान की तुलना में एक छोटे घनत्व है. यहाँ, हम दो मजबूत तरीके है कि इन मानदंडों को संतुष्ट, उभरते बुलबुला विधि (EBM) और कताई बुलबुला विधि (SBM) प्रस्तुत करते हैं. दोनों तरीकों में, एक अनुसूचित जनजाति मूल्यों है कि बुलबुला आकार पर आधारित हैं और संपर्क कोण जानकारी है, जो माप के लिए महत्वपूर्ण अनिश्चितताओं और त्रुटियों को लागू कर सकते हैं की आवश्यकता नहीं है निर्धारित करता है. ईबीएम के लिए, सीरिंज सुई टिप से उभरने वाले बुलबुले की मात्रा को अचानक बदलकर क्षेत्र क्षोभ शुरू किया जाता है। एसबीएम के लिए, नमूनों की घूर्णन आवृत्ति में परिवर्तन क्षेत्र क्षोभ के लिए उपयोग किया जाता है। विस्तृत प्रोटोकॉल का उद्देश्य क्षेत्र में शोधकर्ताओं का मार्गदर्शन करना है, ताकि वे गतिशील और संतुलन टेन्सियोमेट्री में आम गलतियों या त्रुटियों से बच सकें और अधिग्रहीत डेटा की गलत व्याख्याओं को रोकने में मदद कर सकें।
Protocol
Representative Results
Discussion
ईबीएम और एसबीएम वायुमंडलीय दाब पर वायु/जल अथवा तेल/जल अंतराफलकों के लिए तनाव मूल्यों का निर्धारण करने के सरल और सुदृढ़ तरीके हैं। इन विधियों के लिए पूर्वावश्यक ताक प्रत्येक चरण का घनत्वहै, और …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक वित्तीय सहायता के लिए पायनियर तेल कंपनी (Vincennes, में) के आभारी हैं.
Materials
| 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 |
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