Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Studera ytaktiva effekter på hydratkristallisering vid oljevatten gränssnitt med hjälp av en billig integrerad modulär Peltier Device
Summary March 18th, 2020
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Vi presenterar ett protokoll för att studera bildandet av hydrater i närvaro av icke joniska ytaktiva ämnen på gränssnittet för en vattendroppe nedsänkt i cyclopentane. Protokollet består av att bygga en billig, programmerbar temperaturregulator. Temperaturkontrollsystemet kombineras med visualiseringstekniker och interna tryckmätningar.
Transcript
Protokollet är tillämpligt vid studier av effekten av tensidhämmare på hydratkristaller. Den ger information om både vilken typ av kristallen och mekanismen för hämning. Fäst en 19 gauge nål till en en milliliter glasspruta.
Skölj nålen och sprutan tre gånger med avjoniserat vatten och fyll sedan sprutan med avjoniserat vatten. Fyll därefter hydratvisualiseringscellen med 25 milliliter cyklopentan. Med hjälp av sprutan sätter du in en droppe avjoniserat vatten i botten av hydratvisualiseringscellen.
Denna vattendropp är fröet hydrat. Placera sedan temperatursensorn inuti hydratvisualiseringscellen nära cellens botten. För att förhindra avdunstning av cyklopentan, sätt akryllocket på cellen och skruva fast kåpan.
Justera lamporna och kameran för att fokusera på fröhydraten. Med hjälp av temperaturkontrollanordningen ställer du in temperaturen på Peltier-plattan på negativa fem grader Celsius. Övervaka de värden som rapporteras från temperaturgivaren.
När temperaturen når negativa fem grader Celsius, se till att utsädet hydrat i botten av hydrat visualisering kammaren blir till is. Ställ in temperaturen på Peltier-plattan till två grader Celsius i steg om 0,5 grader Celsius. När temperaturen når två grader Celsius, fyll VVS med vatten med hjälp av sprutan.
Sänk sedan mässingskroken i cyklopentan och låt den ekvilo i fem minuter. Med hjälp av programvaran för tryckgivaren trycker du på Start-knappen för att starta inspelningarna av den digitala givaren. Anslut sprutan till sprutpumpen, ställ in sprutan pumpen att injicera en volym av två mikroliter och aktivera den.
Sprutan kommer att störta vattnet i cyclopentane badet för att bilda en nedsänkt vattendropp. Använd en nålspets för att ta bort en liten bit av fröet hydrat. Ta med nålspetsen med biten fröhydrat i kort kontakt med vattendroppen för att initiera hydratbildningen.
Tryck på Starta Inspelning på kameran fånga programvara. Spela in bilder av kristalliseringsprocessen vid en Hertz. För att hitta den kritiska micellekoncentrationen, börja med att förbereda standardlösningar som beskrivs i manuskriptet.
För att mäta ytspänningen hos varje ytaktiva lösning med stalagmometrimetoden programmerar du pumpen att utvisa en milliliter lösning med en hastighet av 0,5 milliliter per minut. Placera sprutpumpen och sprutan vertikalt och släpp ut dropparna i luften. Räkna antalet droppar och dividera en milliliter med antalet droppar för att hitta droppvolymen.
För varje lösning beräkna ytspänningen enligt beskrivningen i manuskriptet och rita ytspänningen som en funktion av tensidkoncentration. Koncentrationen där ytspänningskurvan plattar till är CMC, den kritiska micellekoncentrationen. Upprepa det förfarande som används för att mäta hydratbildning på en vattendropp, men använd ytaktiva lösningar av olika koncentrationer.
Använd bildbehandlingsprogram för att öppna den första bilden i kristalliseringsprocessens sekvens. Använd längdverktyget i mjukvaran för att mäta diametern på mässingsröret i bilden. Ställ in skalan i bilden baserat på den kända diametern på mässingsröret, en sextondels tum.
Välj 10 lika fördelade bilder, som fångar processen från kärnbildning till droplet konvertering. För varje bild, använd programvaran för att manuellt upptäcka konturen av droppen och markera konturen i rött. Sedan, manuellt spåra konturen av hydraten och fyll konturen med svart.
Kameran fångar bara 2D-projektionen av den sfäriska droppen. Använd matematisk modellering programvara för att bilda en 3D-rekonstruktion av droppe och ytan som omfattas av hydrat. Med hjälp av detta experimentella system kan man undersöka hydratbildning vid oljevattengränssnittet och mäta den interfaciala stress som är associerad med kristalliseringsprocessen.
I rent vatten och låga halter av surfaktanter bildade hydratet en planarskalmorfologi, som växte i konstant takt från de två polerna mot ekvatorn. När hydratet växte, upptog samma antal ytaktiva molekyler ett mindre område, vilket resulterade i minskad interfacial stress över tiden. I höga ytaktiva koncentrationer växte hydraten som en konisk kristall.
När kristallen blev tillräckligt stor, en del av konen bröt sig loss från droppytan. Denna tillväxt mönster hände om och om igen i en oscillatory sätt. Efter att den koniska kristallen nått en kritisk storlek och lossnat från droppens yta, orsakade den plötsliga ökningen av den tillgängliga ytan för ytaktiva molekyler en ökning av den interfaciala stressen.
En kristall började sedan växa igen, vilket ger ett oscillatory mönster. De flesta ytaktiva lösningar hämmade hydrattillväxt jämfört med rent vatten. En hög koncentration av polyoxyetylen sorbitan tristereate var den mest effektiva hämmaren.
Detta system kan ge information om varför vissa ytaktiva ämnen hämmar hydrater bättre än andra. Systemet kan också användas för att studera den allmänna bildningen av kristaller vid gränssnitt.
Please enter your institutional email to check if you have access to this content
has access to
BackLogin to access JoVE
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
To receive a free trial, please fill out the form below.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You
Thank You
Thank You
