Alan Pertürbasyon Testleri ile Denge Yüzey Gerilim Değerlerinin Doğru Belirlenmesi

Bu protokoller gerilim ölçüm protokollerine dahil edilebilir. Örneğin, su ve yağ fazları arasındaki denge interfacial gerilimi ölçmek için kullanılabilir. Bu videodaki iki protokolün her biri sağlam ve güvenilir denge yüzey gerilim değerleri elde etmek için kullanılabilir.

Bu değerler, alan tedirginliklerine karşı kararlılıkları test edildikten sonra oluşturulabilir. Başlamak için, metin protokolünde açıklandığı gibi tensiometer ve örnek hazırlayın. Ardından, tahmini yüzey gerilimdeğerlerine göre ters paslanmaz çelik bir iğne seçin ve dağıtım cihazının ucuna yerleştirin.

Sonra, bir kuvars hücresine 40 mililitre sıvı numune yükleyin. Hücreyi örnek platformun üzerine yerleştirin. Ters iğnenin yüksekliğini, iğneucunun sıvı numuneyüzeyinin en az 20 milimetre altında olması için ayarlayın.

Şırınganın ucunda bulunabilecek kirleri gidermek ve hava/sıvı arabiriminin yüzey kimyasal saflığını iyileştirmek için batık ters iğneden bir mililitre hava enjekte edin. Daha sonra, deneysel olarak ilk kabarcık hacmini belirleyin. Ters şırınganın ucunda bir kabarcık oluşturmak için hesaplanmış ilk kabarcık hacmini dağıtın.

Kabarcığın hareket etmediği hidrostatik dengede olduğundan emin olun. İğnenin ucundaüretilen hava kabarcığı şekline göre dinamik yüzey gerilimini ölçün. Her saniye, Laplace-Young denkleminin eksenymmetrik düşme şekli analizi yöntemine göre yüzey gerilimini hesaplayın.

Hesaplanan bir şekil ile kabarcık gerçek şekli karşılaştırın. Eğer iki şekil çakışıyorsa, laplace-young dengesi geçerlidir. Kabarcık hareket etmeyi bıraktığında ve yüzey gerilimi değişmeyi bıraktığında bu çıkarım tamamen geçerlidir.

İlk sabit durumlu yüzey gerilimi elde edilene kadar yüzey gerilimini zamanın bir fonksiyonu olarak ölçün. Sabit durum yüzey gerilimi, yüzey geriliminin metre başına bir milimetreden daha az veya ardışık birkaç dinamik yüzey gerilimi ölçümünde %5'ten daha az değiştiği bir değer düzlemi olarak tanımlanır. Sabit durum yüzey gerilimi elde edildiğinde, kabarcık hacmi ve yüzey alanı kaydedin.

Daha sonra, bir mikrolitre havayı kaldırarak kabarcık hacmini azaltın ve yeni kabarcık hacmini ve alanını kaydedin. Dinamik yüzey gerilimi ikinci sabit durum yüzey gerilimine ulaşana kadar alanlardaki dinamik yüzey gerilimini ölçmeye devam edin. Ardından, hacim ve alan ilk değerlere benzer şekilde bir mikrolitre hava enjekte ederek kabarcık hacmini genişletin.

Üçüncü bir sabit durum yüzey gerilimine ulaşılına kadar dinamik yüzey gerilimdeğerlerini ölçmeye devam edin. Eğer üç sabit durum yüzey gerilimi değerleri birbirinden metre başına bir milimetreden daha az veya %5'ten daha az bir değer egerse, ortalamalarını denge yüzey gerilimi olarak tanımlarız. Dönen tensiometrenin dönen haznesinin içine doldurulmuş bir numune tutucuyerleştirin ve tüpü 500 RPM'de döndürün.

Bu, enjekte edilen kabarcığın yukarı doğru göç etmesini veya tüp duvarına bağlanmasını önleymelidir. Sonra, şırıngaya iki mikrolitre hava yükleyin. Şırınganın iğnesini, dönen tüpü mühürleyen kauçuk septuma yerleştirin ve dönen tüpe iki mikrolitrelik hava kabarcığı enjekte edin.

Kabarcık dönüş eksenine yakın hareket eder ve artan santrifüj kuvvetleri nedeniyle daha fazla deforme böylece örnek tüpün dönüş frekansını artırın. Yatay kabarcığın uzunluğunun kabarcığın ortasındaki yarıçapına oranı sekiz veya daha büyük olana kadar hızlandırmaya devam edin. Ardından, numune tüpünü yatay olarak konumlandırmak için ölçüm odasının eğim açısını ayarlayın.

Bu kabarcık hareketini önlemek ve kullanılan Laplace-Young denklemi ve algoritması kabul bir eksenymmetrik şekil için jirostatik denge elde yardımcı olmak için. Şimdi, dinamik yüzey gerilim değerlerini bir saniye aralıklarla ölçün ve kaydedin. Yüzey gerilimi sabit bir durum değerine ulaşana kadar sabit bir döndürme frekansında devam edin.

Ayrıca, kabarcık hacmi ve alanı kaydedin. Kaydedildikten sonra, yüzey alanını değiştirmek için dönüş frekansını ikinci bir dönüş frekansına değiştirin. Dinamik yüzey gerilimini, yeni frekansta ikinci sabit durum değerine ulaştığında sabit döndürme frekansında ölçün.

Bu noktada, aynı zamanda yeni kabarcık hacmi ve alanı kaydedin. Ardından, döndürme sıklığını özgün değere yakın olacak şekilde değiştirin. Üçüncü sabit durum değerine ulaşılına kadar bu sabit döndürme frekansındaki dinamik yüzey gerilim değerlerini ölçün.

Yine, yeni kabarcık hacmi ve alanı kaydedin. Triton X-100'ün beş milimolar çözeltisinin sabit durum yüzey gerilim değerleri hava karşısında ölçüldü. Bu konsantrasyon, sudaki bu yüzey aktif madde için kritik micelle konsantrasyonun üzerindedir.

Kabarcık oluştuktan yaklaşık 20 saniye sonra metre başına 31,5 milinewtonluk sabit durum yüzey gerilimi elde edildi. Yaklaşık 25 saniye sonra, kabarcık hacmi ve alanı azaltıldı ve dinamik yüzey gerilimi düştü 31 ve bir saniye içinde ve geri 31.5, sabit durum yüzey gerilimi sayısı iki işaretleme. Yaklaşık 50 saniye sonra, kabarcık hacmi ve alanı aniden artırıldı ve dinamik yüzey gerilim değeri çok az değişti, ve bu nedenle, sabit durum yüzey gerilim sayısı üç metre başına 31,5 milimetre olarak tespit edildi.

Üç SST değeri de aynıydı, bu nedenle denge yüzey gerilimi metre başına 31,5 milinewton olarak belirlendi. Dönen kabarcık yöntemi kullanılarak, sabit hal yüzey gerilimi bir metre başına 30.9 milinewton, sabit hal yüzey gerilimi iki 30.6 ve sabit hal yüzey gerilimi üç ve denge yüzey gerilimi 30.8 olarak bulunmuştur. Beş milimolar Triton X-100 ölçülürken bu iki yöntemdenge yüzey gerilim değerlerinde %2.2'lik bir fark almıştır.

Bu muhtemelen bazı sistematik hatalar nedeniyle oldu. Ortaya çıkan kabarcık yöntemi için hatırlanması gereken en önemli şey hidrostatik dengelere yakın koşulları korumaktır. Dönen kabarcık yöntemi için, doğru denklemi uyguladığından emin olun.

Bu videoda açıklanan yöntemler, su ve yağ fazları arasındaki denge interfacial gerilim değerlerini belirlemek için de uygulanabilir. Bu yöntemler, hava-su arabiriminde dengede yken bir yüzey aktif inne ne kadar emilir hesaplamak için daha güvenilir bir yol sağlar. Ayrıca micellizasyon denilen çözeltide yüzey aktif toplama kapsamını belirlemek için kullanılabilir.