Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

на тему

Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов ПАВ методом максимального давления в газовом пузырьке



Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Релаксационное уравнение

1.2 Поверхностная электризация

1.3 Инверсии

1.3.1 Температурная инверсия динамического поверхностного натяжения

1.3.2. Концентрационная инверсия динамического поверхностного натяжения

2. Практическая часть

2.1 Метод максимального давления в газовом пузырьке

2.2 Экспериментальная часть

Выводы

Приложение

Литература



Введение

Поверхностно-активными называют вещества, способные понижать поверхностное натяжение раствора. Однако данное свойство весьма универсально и поэтому на практике название ПАВ часто применяется к дифильным веществам, как наиболее универсально обладающим данным свойством. На их обширное применение может указать хотя бы соответствующая классификация: моющие средства, эмульгаторы, смачиватели, гидрофобизаторы, солюбилизаторы, пенообразующие агенты, антивспениватели - отсюда немаловажно и их исследование.

По мере увеличения концентрации и химического потенциала ПАВ усиливается взаимодействие между молекулами (ионами) ПАВ в растворе, возрастает доля агрегированного вещества. Поначалу преобладают мелкие, всё увеличивающиеся в числе агрегаты (ассоциаты), но по достижении некоторой концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (KKM), происходит переход к образованию значительно более крупных и компактных агрегатов - мицелл, которые оказываются термодинамически более устойчивыми. Мицеллы могут возникать как в водной (прямые мицеллы), так и в масляной (обратные мицеллы) средах, но не все ПАВ способны к мицеллообразованию. Само это явление выделяет большую группу мицеллообразующих (коллоидных) ПАВ (ионных и неионных), молекулы которых не только хорошо сбалансированы, но и обладают мощными «плечами» ГЛБ, в частности сильными полярными группами, а также пространственной структурой, подходящей для упаковки в мицеллы [1].

Необходимо, однако, подчеркнуть, что под KKM следует понимать не точку, а узкую концентрационную область, в пределах которой интенсивно нарастает мицеллообразование. Также следует упомянуть, что узкую температурную область, соответствующую месту изгиба на кривой растворимости ПАВ, называют точкой Крафта. Точка Крафта является низкотемпературной границей области существования мицелл, т.е. в более холодных растворах данного вещества мицеллы не образуются.

Целью данной работы является исследование изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов некоторых ПАВ на предмет наличия характерных особенностей. Изотермы динамического поверхностного натяжения получены методом максимального давления в газовом пузырьке, что отражено в названии работы.



1. Обзор литературы

1.1 Релаксационное уравнение

Уравнение адсорбции для неравновесной поверхности

Как указано в работе [2] существуют более ранние работы, в которых в рамках термодинамики необратимых процессов был исследован наиболее общий и часто встречающийся на практике случай адсорбции и одновременной поляризации свежей поверхности раствора вследствие ориентации полярных молекул и образования двойного слоя. Если последний формируется естественным образом в ходе адсорбции ионов и не требует для своего описания дополнительных переменных, то процесс ориентации полярных молекул вносит свою специфику и определённые сложности в термодинамику поверхностных явлений.

Как показал Санфельд, для описания ориентации диполей достаточно шести переменных, например средних составляющих дипольного момента и его квадрата или модуля . В многослойной модели Дефэя многокомпонентная двухфазная система жидкость- газ с плоским поверхностным слоем разбивается на элементарные слои (причём в пределах каждого слоя электрохимические (химические) потенциалы полагаются постоянными), обобщенное адсорбционное уравнение для неравновесной поверхности имеет вид

где - избыток энтропии на единицу поверхности,

T - температура, A - площадь поверхности,

и - - адсорбция и электрохимический потенциал частиц сорта

- число частиц i в подслое k поверхностного слоя,

и - средняя составляющая дипольного момента молекул сорта i в направлении и соответствующее сродство.

и - средняя квадратичная составляющая дипольного момента молекул сорта i и соответствующее сродство.

Разность играет роль адсорбционного сродства для k-го элементарного слоя в межфазной области. Индекс б относится к объёмной фазе б (жидкому раствору). Две последние суммы в правой части уравнения (1) обусловлены существованием неравновесных процессов. При равновесии они исчезают, и (1) переходит в уравнение адсорбции Гиббса. Уравнение (1) может использоваться, с одной стороны, как релаксационное уравнение для свежей поверхности и, с другой, как уравнение, описывающее зависимость поверхностного натяжения от параметров состояния, в частности, от концентрации ПАВ.

Релаксационное уравнение свежей поверхности

Применительно к процессу релаксации поверхности при заданном составе и состоянии объёмной фазы б уравнение (1) заметно упрощается. Исчезают первые два члена в правой части, поскольку температура и химические потенциалы фазы б фиксированы. В едином процессе релаксации величины можно считать пропорциональными (фактически имеется лишь одна составляющая в направлении нормали z к поверхности, так как и , и равны нулю по условиям симметрии). Учитывая также, что каждое ориентационное сродство пропорционально скорости изменения соответствующей переменной, вытекающее из (1) релаксационное уравнение можно записать в виде

(2)

где t - время,

- некоторые постоянные.

В правой части релаксационного уравнения (2) имеется два члена: диффузионный и ориентационный. Величина связана с дипольной частью поверхностного потенциала ч соотношением электростатики

(3)

Поскольку ориентация осуществляется главным образом в поверхностном монослое, можно считать . Упрощая задачу, предположим, что ориентируется только один компонент, т.е. . Тогда из уравнения (3) получим

(4)

где - число молекул в монослое. В этой модели из уравнения (2) имеем

(5)

Здесь C - равна величине в модели монослоя с одним компонентом.

Уравнение (5) можно использовать для получения соотношения между динамическим поверхностным натяжением и неравновесным поверхностным электрическим потенциалом. Рассмотрим два предельных случая: когда действует только ориентационный или только диффузионный механизм релаксации.

а. Ориентационный механизм релаксации

Предположим сначала, что процесс ориентации происходит намного медленнее диффузии ионов и молекул и практически осуществляется в условиях диффузионного равновесия Очевидно, постоянство электрохимических потенциалов в поверхностном слое поддерживается изменением числа адсорбированных ионов и молекул в ходе ориентации. Но если рассматривается состояние релаксации, близкое к равновесному (что и наблюдается в эксперименте), когда адсорбционный слой стал уже достаточно плотным, можно принять

и

Тогда уравнение (5) с учетом (4) может быть записано так:

(6)

Отсюда следует соотношение

(7)



которое показывает, что при , так как .

б. Ионио-диффузионвый механизм релаксации

Предположим теперь, что диффузия полярных молекул и их ориентация -- очень быстрые процессы, а лимитирующей стадией релаксации является образование ионного двойного слоя.

В этом случае из уравнения (5) получаем

(8)

где суммирование по i относится к ионам. Используем стандартные выражения для электрохимических потенциалов

(9)

где м_i -- химический потенциал, q_i --заряд иона, ц -- электрический потенциал в месте нахождения иона. Подставив(9)в(8)и разделив на dч, получим

(10)

где q^k - заряд элементарного слоя к на единицу поверхности,

В правой части релаксационного уравнения (10) два члена. Первый описывает влияние адсорбции ионов (в ходе которой формируется поверхностный потенциал ч) на распределение химических потенциалов в двойном слое. Производная должна быть особенно велика для массивных поверхностно-активных ионов на стадии формирования адсорбционного монослоя. Если эта стадия опережает процесс образования равновесного диффузионного слоя противоионов, то на конечной стадии релаксации указанная производная будет невелика. Очевидно, что та же производная для противоионов (имеющих обычно небольшую массу) мала, если их концентрация невелика.

Второй член уравнения (10) чисто электростатической природы. Отметим, что он отличен от нуля даже для электронейтрального поверхностного слоя и приводит к снижению поверхностного натяжения' независимо от знака поверхностного потенциала. Для последнего элементарного слоя имеем

(по определению ч);

отсюда уже следует, что правая часть уравнения (10) остается конечной величиной при . Это значит, что здесь, в отличие от ориентационной релаксации, в зависимости от появляется линейный член.

Таким образом, наличие или отсутствие линейного члена в асимптотической зависимости от помогает разобраться в механизме релаксации. В самом деле, если эксперимент показывает, что эта зависимость не содержит члена с в первой степени, то поверхностный потенциал образуется вследствие ориентации полярных молекул. Если член в первой степени присутствует, то поверхностный потенциал возникает из-за образования ионного двойного слоя.



1.2 Поверхностная электризация

Джонсом и Реем обнаружено понижение поверхностного натяжения водных растворов солей при возрастании концентрации от 0 до 10^-3 М, за которым следовало его увеличение. Эффект появления минимума на изотерме поверхностного натяжения вызвал длительную дискуссию. В связи с этим авторы работы [3] решили посвятить её исследованию поверхностного натяжения водных растворов солей в зависимости от возраста поверхности и его связи с электрическими свойствами поверхности. Авторы ссылаются на работу, где на основании рассмотрения термодинамических условий концентрационной буферности показано, что в условиях термодинамического равновесия этот эффект невозможен.

Также авторы ссылаются на другую работу, в которой обнаружено, что динамические условия образования поверхности могут привести к исчезновению эффекта Джонса--Рея, и указано на связь эффекта с методикой проведения эксперимента.

Авторами было измерено поверхностное натяжение растворов NaCl и KCl в зависимости от концентрации c. Погрешность измерений составляла ±0,02 мН/м. Опыты проводились при 25⁰C. Поверхностное натяжение г зависит от концентрации и времени t между срывами пузырьков, которые характеризует свежесть образующейся поверхности. При малом времени наблюдался заметный минимум поверхностного натяжения. При дальнейшем увеличении времени минимум исчезает.

Причиной появления минимума может быть электрическое состояние поверхности [3]. В целом ряде работ исследовался механизм заряжения капель, пузырьков, струй и поверхности твердых тел. В одной из таких работ показано, что заряжение поверхности жидкости происходит в определенном временном интервале вследствие нестационарного электрического потенциала. Очевидно, что условия образования свежей поверхности должны иметь существенное значение.

Рассмотрим связь изменения неравновесного поверхностного натяжения с параметрами системы, которая определяется термодинамикой. Авторы ссылаются на работу, в которой получено уравнение адсорбции для неравновесного в отношении адсорбции и поляризации плоского поверхностного слоя. Предполагая, что вследствие локального нарушения электронейтральности двойного электрического слоя на поверхности образуется свободный заряд q, мы должны дописать член qdч, где ч -- поверхностный потенциал. Член такого вида обычно отсутствует благодаря условию электронейтральности поверхностного слоя, хотя при мембранном равновесии, включая идеально поляризуемый электрод, имеется аналогичный член, где q -- заряд одной из обкладок в целом электронейтрального двойного электрического слоя. В результате уравнение адсорбции для неравновесного поверхностного слоя приобретает следующий вид:

(11)

где -- избыточная энтропия на единицу поверхности,

T -- температура,

Г -- адсорбция,

-- химический,

-- электрохимический потенциал,

N -- число частиц,

А -- площадь поверхности;

и -- средние значения соответственно проекции и квадрата проекции дипольного момента на ось х = х, у, z;

и -- сродство ориентации;

i -- означает сорт частиц;

k^s -- номера слоев, на которые разбита поверхность разрыва между фазами б и Я, причем в каждом слое химический (или электрохимический) потенциал считается постоянным.

Появление члена qdч в (11) представляется вероятным в неравновесных условиях образования поверхности при достаточно свежей поверхности (t мало) и малой концентрации электролита (когда двойной электрический слой достаточно протяженный и легко деформируемый).

1.3 Инверсии

1.3.1 Температурная инверсия динамического поверхностного натяжения

В работе [2] также описан интересные эффекты температурной и концентрационной инверсии. При малом возрасте (1-3 мс) поверхностей воды и бинарных растворов поверхностное натяжение возрастает с повышением температуры, а при достаточно большом возрасте поверхности, наоборот, падает, т.е. имеет место инверсия температурной зависимости поверхностного натяжения. В то же время в тройных системах вода - ПАВ - соль инверсия не всегда наблюдается, (рис. 5, 6).Если для сравнения обратиться к равновесным данным, то можно констатировать, что явление инверсии температурной зависимости поверхностного натяжения встречается, причем довольно редко, лишь у растворов и объясняется различными температурными зависимостями адсорбции (которая влияет на поверхностное натяжение) и собственно поверхностного натяжения. Что касается чистых жидкостей, то для них термодинамика устанавливает лишь один вид зависимости -- уменьшение поверхностного натяжения с ростом температуры. Это видно из соотношения

(12)

где ф -- толщина,

-- молярная плотность,

-- молярная энтропия объемной фазы,

-- молярная энтропия поверхностного слоя. В равновесных условиях энтропия в поверхностном слое выше, чем в объеме, поэтому dг/dT<0.

Если принять, что для слабо неравновесной поверхности, которую мы имеем в наших измерениях, справедливость термодинамического соотношения (12) хотя бы качественно выполняется, то положительное значение dг/dT означает, что молярная энтропия поверхностного слоя меньше соответствующей величины для объемной фазы. Однако известно, что в неравновесных условиях зависимость г от T не является единственной причиной отличия от .

Температурная инверсия наблюдается при малом возрасте поверхности, когда значение адсорбции еще далеко от равновесного, а динамическое поверхностное натяжение раствора ПАВ близко к динамическому поверхностному натяжению воды и во многом определяется характером релаксации поверхностной структуры воды.

Специальные эксперименты со струей воды показали, что при прогреве струи до 40 -- 50⁰C поверхностное натяжение после 3 мс сохраняет равновесное значение. Температура 40°С для воды известна как характерная температура Менделеева, при которой происходит размывание ажурной структуры воды, уменьшается энергия активации электропроводности, возрастает степень диссоциации. Указанные процессы, по-видимому, и приводят к значительному увеличению скорости установления равновесной структуры поверхности при повышении температуры. При T₁>T₂

1.3.2 Концентрационная инверсия динамического поверхностного натяжения

На рис.7 статьи (в данной работе не приведён, смотрите цитируемую работу) представлена зависимость динамического поверхностного натяжения от времени для воды и водных растворов бромида цетилтриметиламмония при 25°С. При t < 1.5 мс скорость уменьшения поверхностного натяжения велика и практически не зависит от концентрации ПАВ. При мс процесс замедляется и кривые разных концентраций расходятся, но затем они вновь пересекаются. В результате в области времен 1.5 -- 6 мс динамическое поверхностное натяжение раствора ПАВ оказывается выше, чем у воды, причем этот эффект усиливается с увеличением концентрации. В равновесных условиях поверхностное натяжение раствора ПАВ уменьшается с повышением концентрации.

Таким образом, в динамических условиях наблюдается инверсия концентрационной зависимости поверхностного натяжения. Подобное аномальное превышение поверхностного натяжения раствора ПАВ над величиной поверхностного натяжения растворителя в начальный период адсорбции наблюдали Томас и Холл. Они высказали предположение, что это явление можно связать с процессом ориентации молекул ПАВ при адсорбции. В самом деле, при большой концентрации на поверхности молекулы ПАВ «мешают» друг другу ориентироваться, и чем выше концентрация, тем медленнее идет молекулярная ориентация на поверхности, наблюдается соответствующее ей падение поверхностного натяжения (ниже мы приведем уравнения, описывающие данный процесс (в данной работе приведены выше)). Поэтому временно, пока структура поверхностного слоя не приблизится к равновесной, поверхностное натяжение при большой концентрации молекул в растворе оказывается выше, чем при малой концентрации.

В работе [4] авторами было получено общее уравнение динамической поверхностной адсорбции Г (t) для метода максимального давления в пузырьке, решением диффузионного уравнения Фика для пузырьков при различных начальных и граничных условиях. Отличающаяся от плоской поверхностной адсорбции (уравнение Уорда-Тордэя), полученная динамическая поверхностная адсорбция Г (t) для малых времен складывается из двух частей, одна из них отражает геометрический эффект, вызванный сферической пузырьковой поверхностью. Это влияние было обсуждено.

Равновесное поверхностное натяжение г_eq и динамическое поверхностное натяжение г (t) водного C₁₀E₈ (CH₃ (CH₂) ₉ (OCH₂CH₂) ₈OH) раствора при температуре 25°C были измерены посредством метода пластинки Вильгельми и метода максимального давления в пузырьке соответственно. В области (малые времена) было достигнуто хорошее согласие экспериментальных результатов с теорией, и адсорбцию контролировала диффузия. Всё же для длительного времени было доказано, что контроль процесса диффузионной кинетики смешанный.

В работе [5] предложена теоретическая модель для динамического поверхностного натяжения воздушного пузырька, растущего в растворе поверхностно-активного вещества мицеллярной концентрации. Модель учитывает влияние роста поверхности пузырька во время адсорбции молекул поверхностно-активного вещества (мономеров), и влияние распада полидисперсных мицелл на диффузию поверхностно-активного вещества. Предполагая малость отклонений от равновесия и постоянство темпа расширения, получено аналитическое выражение для поверхностного натяжения и подповерхностной концентрации мономеров как функция времени. Характерное время мицеллообразования вычислено из экспериментальных данных для двух поверхностно-активных веществ (додецилсульфат натрия и нонилфенолполигликолевый эфир), полученных методом максимального давления в пузырьке.

Авторами работы [6] влияние мицелл на динамическое поверхностное натяжение мицеллярных растворов поверхностно-активных веществ изучено экспериментально посредством метода максимального давления в пузырьке. Использованы различные частоты образования пузырька в интервале приблизительно между 1 и 30 с^-1. Вычислена временная зависимость поверхностного натяжения с использованием поправки на мёртвое время. Исследованы водные растворы двух типов поверхностно-активных веществ с различными концентрациями: додецилсульфат натрия и нонилфенолполигликолевый эфир. Поверхностное натяжение в присутствии мицелл релаксирует быстрее. Характерные времена релаксации поверхностного натяжения, видимо, находятся в миллисекундном диапазоне. Временные константы, наблюдаемые экспериментально, объяснены в рамках теории диффузии поверхностно-активного вещества.

В работе [7] предлагается теоретическая модель для динамического поверхностного натяжения воздушного пузырька, расширяющегося в растворе поверхностно-активного вещества. Модель учитывает влияние конвекции на диффузию поверхностно-активного вещества и влияние расширения поверхности пузырька во время адсорбции молекул поверхностно-активного вещества. Принимая малость отклонений от равновесия и постоянство темпа расширения, получено аналитическое решение для поверхностного натяжения и подповерхностной концентрации, как функций времени. Параметры модели вычислены из экспериментальных данных для додецилсульфата натрия, полученных методом максимального давления в пузырьке.

В работе [8] впервые изучено динамическое и равновесное поверхностное натяжение водных растворов хлорида додециламидоэтилдиметилбензиламмония различных концентраций при 16, 20, 25, 30, и 35°C. Обсуждено влияние концентрации и температуры на релаксацию поверхностного натяжения. Рассматривают возможность двухмерного фазового перехода и его влияния на динамическое поведение поверхностного натяжения.

Автор [9] утверждает, что измерения поверхностного натяжения растворов додецилсульфата натрия как функции времени на различных стадиях очистки ясно показывают, что относительно быстрая адсорбция поверхностно-активного вещества сопровождается относительно медленной адсорбцией следов 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 Ч 10^?10 до 3.6 Ч 10^?10 м²/с. Коэффициенты диффузии мицеллы (от 0.46 Ч 10^?10 до 0.68 Ч 10^?10 м²/с) показали, что мицеллы TEDAd отклонялись от сферической формы сильнее прочих. Числа аггрегации мицеллы, определенные гашением флюоресценции временного распада(TRFQ), как оценивалось, были 120±10 (LABA), 90±10 (сложный эфир C₁₂-солодового-сахара), и 130±10 (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 осциллирующих 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. Влияния 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 30°C, у критических концентраций мицеллообразования есть минимум. Измерения динамического поверхностного натяжения снабжают информацией относительно комплексообразования ПАВ/полимер.

поверхностный активный раствор мицеллообразование



2. Практическая часть

2.1 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 происходит достаточно медленно, т.е. его можно считать квазистационарным, пузырек должен отрываться в тот момент, когда его радиус на бесконечно малую величину превысит радиус капилляра. На практике часто приходится сталкиваться со случаями, когда подобная квазистационарность не достигается. При этом отрыв пузырька происходит несколько позже, чем при квазистационарном течении процесса. Получающаяся разница во времени носит название “мертвого времени”. Оценка показывает, что реально необходимо учитывать “мертвое время” лишь при очень малых временах жизни пузырька (порядка нескольких миллисекунд). В этих случаях “мертвое время” может достигать нескольких процентов от времени жизни пузырька. При больших временах жизни поверхности процентный вклад “мертвого времени” становится тем меньшим, чем больше время жизни пузырька, т.е. чем ближе процесс формирования пузырька к квазистационарному. В данной работе времена жизни пузырька достаточно велики, что освобождает от необходимости принимать во внимание “мертвое время”.

Обычно при измерении поверхностного натяжения методом максимального давления в пузырьке необходимо учитывать гидростатическое давление столба жидкости над пузырьком. В данной работе для измерения динамического поверхностного натяжения использовался прибор, предложенный П.П. Пугачевичем и позволяющий не учитывать гидростатическое давление. Его схема приведена на рис. 1.

Рассмотрим принцип работы газового прибора Пугачевича. Пусть исследуемая жидкость смачивает стенки капилляра и в начальный момент давление во всех его частях одинаково и равно Р, рис. 1а. Манометрическая трубка 1 имеет настолько большой диаметр, что капиллярным поднятием в ней можно пренебречь. Уровни жидкости в трубках 2 и 4 и в резервуаре 3 будут находиться на высотах h₁, h₂, h₃ соответственно (благодаря капиллярному поднятию). С ростом давления в трубках 1, 2 и 4 уровни жидкости в них начнут опускаться, а в резервуаре 3 - подниматься. На рис.1б указаны уровни жидкости в приборе при достижении в газовом пузырьке максимального давления P_max. Здесь: h₂ - высота, обусловленная капиллярным поднятием в резервуаре 3; h₄ - высота, связанная с вытеснением жидкости формирующимся пузырьком; (h₅+h₆) - высота, на которой находился бы уровень жидкости в резервуаре 3, если бы он имел конечно большой диаметр.

Таким образом, для трубки 1 можно записать:

, (13)



где g - ускорение свободного падения;

с - плотность жидкости;

- член, учитывающий капиллярное поднятие в резервуаре 3.

Для манометрической трубки 2:

, (14)

где Р_k - член, связанный с капиллярным поднятием в трубке 2.

Для максимального давления в газовом пузырьке можно записать:

, (15)

где Р_г - капиллярное давление в трубке 4.

При сравнении уравнений (13) и (14) получается выражение для трубки 1:

, (16)

а для узкой манометрической трубки 2 из уравнений (14) и (15) имеем:

(17)

Таким образом, применение узких манометрических трубок вызывает необходимость учитывать капиллярное поднятие в них, поэтому удобнее применять широкие манометрические трубки и для расчета поверхностного натяжения пользоваться уравнением (16). Для узких капиллярных трубок справедливо следующее соотношение:

(18)

Рис. 1а, б

Рис. 1 Принципиальная схема газового прибора Пугачевича

Тогда из уравнения (16) можно найти поверхностное натяжение жидкости по уравнению:

(19)

В данной работе для вычисления поверхностного натяжения используется приближение Кантора, согласно которому:

(20)

Отсюда видно, что при применении прибора Пугачевича не требуется учитывать глубину погружения капилляра в жидкость, изменение уровня жидкости в резервуаре (в который погружен капилляр), обусловленное формированием пузырька и капиллярным поднятием в этом резервуаре. Для измерения поверхностного натяжения с помощью прибора Пугачевича достаточно измерить h₅, т.е. расстояние от торца капилляра до уровня жидкости в манометрической трубке в момент отрыва пузырька. Кроме простоты измерений, такой прибор дает возможность работать в сложных экспериментальных условиях - при любой температуре, давлениях, в атмосфере инертных газов. Прибор Пугачевича, использованный в данной работе, изображен на рис. 2.

В данной работе динамическое поверхностное натяжение измерялось с помощью установки, изображенной на рис. 3. С целью уменьшения влияния посторонних вибраций на рабочую часть установки - газовый прибор ГАЗП-1КТ конструкции П.П. Пугачевича - в капитальную стену 1 были вмонтированы два металлических уголка 2, на которых помещалась противовибрационная подвеска, состоящая из резинового буфера (использовались теннисные шары) 3, и свободно лежащей на ней массивной плиты 4. К плите в режиме свободной подвески на металлическом стержне 5 крепилась дюралюминиевая рамка 6, к которой был присоединен газовый прибор Пугачевича 7. Прибор помещался в термостатированный объем 8, изготовленный из органического стекла. Контроль температуры осуществлялся двумя термометрами 11. В качестве газа, создающего нужное давление для формирования пузырька, использовался гелий, который не растворяется и не адсорбируется на поверхности водного раствора, что особенно существенно при повышении давления. Газ поступает из баллона 13 под давлением 40 кг·с/см². Давление на выходе из баллона контролируется манометром 18. С помощью газового редуктора 14 и контролируемого манометра 19, а также более точных редуктора 15 и манометра 20, регулирующих подачу газа на вход газовой магистрали 16, гелий поступает в прибор, откуда после отрыва пузырька, через отверстие 17 выходит в атмосферу. Для отсчета высоты торца капилляра и уровня жидкости в манометрической трубке в момент отрыва пузырька использовался катетометр (КМ - 6) 22, позволяющий отсчитывать расстояние с точностью до 0,02 мм. Для получения четкого изображения, прибор Пугачевича подсвечивался через прозрачную переднюю панель с помощью лампы 21.

В процессе освоения установки была выработана следующая методика измерения поверхностного натяжения жидкостей. Прибор ГАЗП-1КТ, заполненный исследуемым раствором при помощи специальной подвески помещался в изолированную камеру. Затем осуществлялось термостатирование всей установки (по методике необходимо 2 часа).

Рис. 2. Газовый прибор Пугачевича, использованный в данной работе: 1 - капиллярная трубка; 2, 6, 9 - резервуары; 4 - манометрический сосуд; 3, 5, 7,8 - переходные трубки.

Поверхностное натяжение исследуемой жидкости определялось при атмосферном давлении. Максимальное давление, выраженное высотой столба исследуемой жидкости в газовом приборе, измерялось катетометром. Далее устанавливалось новое значение давления, затем следующие и, таким образом, операции повторялись.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки для измерения динамического поверхностного натяжения методом максимального давления в пузырьке:

1 - капитальная стена; 2 - металлические уголки; 3 - буфер; 4 - массивная плита; 5 - металлический стержень; 6 - рамка; 7 - прибор Пугачевича; 8 - термостатированный объем; 9 - водяной термостат; 10 - воздушный термостат; 11 - термометры; 12 - жидкостная магистраль; 13 - газовый баллон, 14-15 - редукторы; 16 - вход газовой магистрали; 17 - выход газа; 18-20 - манометры; 21 - подсветка; 22 - катетометр КМ-6.

Поверхностное натяжение рассчитывалось по формуле Кантора (20).

Указанная методика позволила измерять величину максимального давления с точностью до ±(0.02 ч 0.05) мм водяного столба, что в пересчете на поверхностное натяжение дает ±(0.05 ч 0.1) мН/м.

Экспериментальная погрешность в определении величины поверхностного натяжения рассчитывалась по формуле:



(21)

Очевидно, что величина погрешности поверхностного натяжения в основном определяется погрешностью измерения h.

2.2 Экспериментальная часть

Динамическое поверхностное натяжение было измерено мною для трёх систем: водный раствор додецилсульфата натрия, затем для хлорида додециламидоэтилдиметилбензиламмония(ДАЭДМБАХ) и позже для тройной системы (вода - ДАЭДМБАХ - полидиаллилдиметиламмония хлорид(ПДАДМАХ). Очевидно, что ДАЭДМБАХ является катионактивным, тогда как додецилсульфат натрия является анионактивным ПАВ, тогда как ПДАДМАХ является полиэлектролитом (поликатионом). Следует отметить, что в соответствующих опытах использовались приборы с разными значениями радиуса капилляра, которые указаны в соответствующих таблицах и заголовках рисунков.

C₁₂H₂₅SO₄Na SDS (додецилсульфат натрия)

[C₁₂H₂₅-N(C₂H₅)-CO-N⁺(CH₃)₂-CH₂-C₆H₅]Cl^- Quartolan (ДАЭДМБАХ)

(- CH₂ - CH - CH₂ \ / CH₃ N⁺ Cl- ПДАДМАХ) - CH₂ - CH - CH₂ CH₃ n

Для додецилсульфата натрия величина радиуса капилляра была определена ранее калибровочными опытами с водой и составила 0.04 см, при этом эксперимент проводился только при 25°C. В то же время для растворов, содержащих ДАЭДМБАХ использовался прибор, не позволявший измерять поверхностное натяжение чистой воды и потому калибровочные опыты проводились с изопропиловым спиртом, а величина капилляра составила 0.02 см, тогда как эксперимент проводился при двух температурах: 25°C и 30°C.

Для тройной системы и раствора додецилсульфата натрия производились измерения плотности, в то время как для получения значений плотности растворов ДАЭДМБАХ были использованы табличные данные. Результаты основного объёма экспериментальной работы, заключавшегося в синхронном измерении расстояния от торца капилляра до уровня жидкости в манометрической трубке в момент отрыва пузырька и времени жизни пузырька, в свою очередь также сведены в таблицы. Известно, что ККМ додецилсульфата натрия при температуре эксперимента составляет 8_*10^-3М, что выше концентрации исследуемого раствора, откуда следует что раствор домицеллярный. В то же время растворы, содержащие ДАЭДМБАХ - мицеллярные (для 25°C ККМ=4,2_*10^-4М; для 30°C ККМ=2,8_*10^-4М) По данным таблиц были построены графики. Таблицы вынесены в приложение. Следует отметить, что для построения графиков использовались усреднённые и отфильтрованные данные, тогда как в таблицах те же данные приведены при отсутствии подобной обработки.

Обсуждение результатов

На изотерме поверхностного натяжения водного раствора додецилсульфата натрия (рис. 4), как мы можем увидеть, поверхностное натяжение медленно возрастает и имеет максимум. Предполагая, что вследствие локального нарушения электронейтральности двойного электрического слоя на поверхности образуется свободный заряд q и мы должны учитывать в уравнении (11) член qdч, где ч - поверхностный потенциал. Появлением данного члена объясняется возникновение максимума на изотерме динамического поверхностного натяжения.

На изотерме поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ для 25°C (рис. 5) динамическое поверхностное натяжение имеет небольшое плато при малых временах. Имеется небольшой максимум. Сразу же после максимума поверхностное натяжение быстро понижается. Далее можно заметить, что полученная изотерма недостаточно гладкая и вероятно, что здесь существенна суммарная погрешность, но при грубом рассмотрении наблюдается относительное постоянство, откуда следует предположение, что вскоре за данным участком возможен выход на равновесие, тем не менее для точного утверждения необходимо больше данных.

Рис. 4. Изотерма поверхностного натяжения водного раствора додецилсульфата натрия; t=25°C; r_{капилляра}=0,409мм; с = 0,99639 г/мл

Согласно измерениям [8] равновесное поверхностное натяжение при 25°C составляет 32 мН/м.

Рис. 5. Изотерма поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; rкапилляра=0,240мм; с = 0,99719г/мл

На изотерме поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ для 30°C (рис. 6) мы видим небольшое плато вначале, затем мы наблюдаем снижение поверхностного натяжения. После зоны снижения наблюдается асимптотическое приближение к равновесию.

Рис. 6. Изотерма поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; rкапилляра=0,240мм; с = 0,99610 г/мл

На изотерме поверхностного натяжения тройной системы для 25°C (рис. 7) мы можем наблюдать наличие небольшого плато, затем поверхностное натяжение снижается, причём эта область довольно хорошо ложится на прямую линию, однако следует отметить, что для данной изотермы пришлось отбросить особенно много данных на начальном участке кривой.

На изотерме поверхностного натяжения тройной системы для 30°C (рис. 8) мы практически сразу наблюдаем понижение поверхностного натяжения, после которой присутствует область, где поверхностное натяжение почти не меняется.



Рис. 7 Изотерма поверхностного натяжения водного раствора 5,0_*10^-3М ДАЭДМБАХ+7_*10^-6М ПДАДМАХ; 25°C; r_{капилляра}=0,240мм; с = 0,99712г/мл

Сравнивая изотермы мы можем заметить традиционное общее падение поверхностного натяжения с ростом температуры. При рассмотрении раствора ДАЭДМБАХ мы обнаруживаем, что скорость понижения на начальном участке поверхностного натяжения падает с ростом температуры, в то время как сама кривая оказывается более гладкой. Впрочем последнее может быть и не связанным с изменением температуры. Рассматривая тройную систему мы обнаружим, что скорость приближения к равновесию с ростом температуры напротив увеличилась. Но в обеих системах с ростом температуры наблюдается уменьшение плато в области малых времён.

Если же мы станем рассматривать изотермы в контексте влияния состава, то в первую очередь мы должны обратить внимание на тот факт, что для раствора додецилсульфата натрия мы имеем форму кривой качественно отличающуюся от кривых для растворов, содержащих ДАЭДМБАХ. При рассмотрении последних при 30°C мы обнаруживаем, что при добавлении ПДАДМАХ можно заметить при малых временах поверхностное натяжение падает, в то время как ближе к равновесию растёт.

Рис. 8 .Изотерма поверхностного натяжения водного раствора 5,0*10^-3М ДАЭДМБАХ+7*10^-6М ПДАДМАХ; 30°C; rкапилляра=0,240мм; с = 0,99488 г/мл

При 25°C кривая для тройной системы более гладкая, чем в отсутствие ПДАДМАХ. При обеих температурах изотермы для тройной системы в зоне быстрейшего спуска имеют минимальный наклон.

Выводы

1. Методом максимального давления в газовом пузырьке измерено динамическое поверхностное натяжение водных растворов додецилсульфата натрия и ДАЭДМБАХ, а также тройной системы вода - ДАЭДМБАХ - ПДАДМАХ.

2. Поверхностное натяжение растворов традиционно уменьшается с ростом температуры и ростом концентрации ПАВ, что согласуется с полученными результатами.

3. Анализ полученных изотерм показал, что в области малых концентраций и малых времён жизни поверхности растворов додецилсульфата натрия может нарушаться электронейтральность поверхности, что приводит к увеличению поверхностного натяжения со временем. Это явление подтверждается ранее открытым эффектом Джонса-Рэя для неорганических электролитов и исследованиями поверхностной электризации, опубликованными в работе [3]



Литература

1. Русанов А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ // СПб: Химия, 1992.

2. Кочурова Н.Н., Русанов А.И. Релаксация поверхностных свойств водных растворов поверхностно-активных веществ и механизм адсорбции // Успехи химии. - 1993. - Т. 62. - № 12. - С. 1150 - 1162.

3. Кочурова Н.Н., Русанов А.И., Мырзахметова Н.О. Эффект Джонса-Рэя и поверхностная электризация. //Докл. АН СССР. - 1991. - Т. 316 № 6. - С. 1425 - 1427.

4. Junji Liu, Chuangye Wang, Ulf Messow Adsorption kinetics at air/solution interface studied by maximum bubble pressure method // Colloid & Polymer Science (2004) 283: 139-144

5. C.D. Dushkin, Tz.H. Iliev, Y.S. Radkov Dynamic surface tension of micellar solutions studied by the maximum bubble pressure method. 3.Theory of the solutions containing micelles // Colloid Polym Sci 273:370-378 (1995)

6. C.D. Dushkin, Tz.H. Iliev Dynamic surface tension of micellar solutions studied by the maximum bubble pressure method. 1. Experiment // Colloid & Polymer Science 270:370-376 (1992)

7. C.D. Dushkin, Tz.H. Iliev Dynamic surface tension of micellar solutions studied by the maximum bubble pressure method. 2. Theory of the solutions below CMC // Colloid & Polymer Science 272:1157-1165 (1994)

8. M.V. Dmitrovskaya, N.N. Kochurova, and G. Petzold Study of the Surface Tension of the Aqueous Solutions of Dodecylamidoethyldimethylbenzylammonium Chloride // Colloid Journal, Vol. 66, No. 5, 2004, pp. 531-535. Translated from Kolloidnyi Zhurnal, Vol. 66, No. 5, 2004, pp. 597-601.

9. Karol J. Mysels Surface Tension of Solutions of Pure Sodium Dodecyl Sulfate // Langmuir, Vol. 2, No. 4, 1986 423-428

10. V.B. Fainerman, R. Miller Maximum bubble pressure tensiometry-an analysis of experimental constraints // Advances in Colloid and Interface Science 108 -109 (2004) 287-301

11. U.R. Mikael Kjellin, Johan Reimer, and Per Hansson An investigation of dynamic surface tension, critical micelle concentration, and aggregation number of three nonionic surfactants using NMR, time-resolved fluorescence quenching, and maximum bubble pressure tensiometry // Journal of Colloid and Interface Science 262 (2003) 506-515

12. T. Jatzkowski, M. Modigell Experiments on axisymmetric oscillating water jets: absorption of ammonia in presence of n-pentanol // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 255 (2005) 41-53

13. N.N. Kochurova, M.V. Dmitrovskaya, E.R. Airapetova, O.P. Korotkikh, and N.G. Abdulin Physicochemical Properties of Low-Dimension Systems: Micellar Solutions of Surfactants and Surfactant/Polymer Complexes // RUSSIAN Journal of general chemistry Vol. 77 No. 3 2007 pp. 350-353.



Приложение

Таблица 1

Измерение поверхностного натяжения водного раствора додецилсульфата натрия; t=25°C; r_{капилляра}=0,409мм; V=200мл; с = 0,99639 г/мл

Собственно измерение динамического поверхностного натяжения
t,сек	lnt	h,мм	г, мН/м
17	2,833	433,44	66,475
14	2,639	433,44	66,475
16	2,773	433,44	66,475
17	2,833	433,44	66,475
19	2,944	433,41	66,535
15	2,708	433,41	66,535
18	2,890	433,41	66,535
21,5	3,068	433,41	66,535
25	3,219	433,37	66,615
31	3,434	433,37	66,615
27	3,296	433,37	66,615
32,5	3,481	433,37	66,615
45	3,807	433,37	66,615
40	3,689	433,37	66,615
25	3,219	433,35	66,655
36	3,584	433,34	66,675
61,5	4,119	433,34	66,675
51	3,932	433,34	66,675
49	3,892	433,32	66,715
74,5	4,311	433,3	66,755
90	4,500	433,35	66,655
107	4,673	433,28	66,795
133	4,890	433,36	66,635
115	4,745	433,34	66,675
165	5,106	433,42	66,515
196	5,278	433,43	66,495
290	5,670	433,44	66,475
290	5,670	433,51	66,335
364	5,897	433,48	66,395
500	6,215	433,67	66,016
675	6,515	433,72	65,916
900	6,802	433,94	65,476
1774	7,481	434,58	64,197

Таблица 2

Измерение поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; r_{капилляра}=0,240мм.

ДАЭДМБАХ
t=25°C	с = 0,99719 г/мл	t=30°C	с = 0,99610 г/мл
t,сек	lnt	h,мм	г, мН/м	t,сек	lnt	h,мм	г, мН/м
10	2,303	456,51	35,040	10	2,303	457,51	34,076
8	2,079	456,49	35,064	10,70	2,370	457,51	34,076
9	2,197	456,42	35,146	9,2	2,219	457,51	34,076
17	2,833	456,16	35,451	13	2,565	458,25	33,209
17	2,833	456,16	35,451	14,65	2,684	458,18	33,291
16	2,773	456,18	35,428	12,9	2,557	458,45	32,974
19	2,944	457,47	33,914	20,66	3,028	458,81	32,552
18	2,890	457,41	33,984	17	2,833	458,76	32,611
20	2,996	457,25	34,172	22	3,091	459,03	32,294
23,5	3,157	457,995	33,298	18,5	2,918	459,07	32,247
23	3,135	457,92	33,386	21,5	3,068	459,06	32,259
23	3,135	457,92	33,386	23,5	3,157	459,25	32,036
24	3,178	458,05	33,233	21	3,045	459,42	31,837
30	3,401	457,99	33,304	22	3,091	459,26	32,025
27	3,296	458,12	33,151	22	3,091	459,26	32,025
31	3,434	458,09	33,186	20	2,996	459,12	32,189
32	3,466	458,33	32,905	80	4,382	460,49	30,583
32	3,466	458,51	32,693	2538	7,839	460,52	30,548
32	3,466	458,57	32,623	31	3,434	458,96	32,376
468	6,148	459,79	31,191	30	3,401	459,07	32,247
77	4,344	458,65	32,529	33	3,497	459,32	31,954
32	3,466	458,55	32,647	25,5	3,239	459,17	32,130
42	3,738	458,74	32,424	26	3,258	459,05	32,271
44	3,784	458,84	32,306	987	6,895	460,58	30,477
45	3,807	458,94	32,189	28	3,332	458,14	33,338
2665	7,888	459,63	31,379	66	4,190	459,04	32,365
441	6,089	459,62	31,743	57	4,043	459,36	31,990
536	6,284	459,55	31,825	61	4,111	459,51	31,814
199	5,293	459,55	31,825	49	3,892	459,55	31,767
162	5,088	459,21	32,224	55	4,007	459,66	31,638
199	5,293	459,43	31,966	65	4,174	459,74	31,544
778	6,657	459,54	31,837	55,5	4,016	459,71	31,579
957	6,864	459,4	32,001	1308	7,176	460,43	30,735
7575	8,933	459,214	32,219	1670	7,421	460,35	30,829

Таблица 3

Измерение поверхностного натяжения тройной системы 5,0_*10^-3М ДАЭДМБАХ+7_*10^-6М ПДАДМАХ; r_{капилляра}=0,240мм

ДАЭДМБАХ + ПДАДМАХ
t=25°C	с = 0,99712г/мл	t=30°C	с = 0,99488 г/мл
t,сек	lnt	h,мм	г, мН/м	t,сек	lnt	h,мм	г, мН/м
6,44	1,863	456,96	35,038	5,22	1,652	457,64	33,812
6,97	1,942	456,51	35,355	6,38	1,853	457,79	33,636
7,06	1,954	456,63	35,214	6,72	1,905	457,45	34,034
8,84	2,179	457,32	34,616	8,44	2,133	458,03	33,402
10,44	2,346	456,61	35,237	9,37	2,238	457,62	33,835
10,56	2,357	456,5	35,367	9,97	2,300	457,75	33,683
12,37	2,515	457,02	34,968	10,46	2,348	457,78	33,695
14	2,639	457,13	34,627	11,06	2,403	458,11	33,309
14,44	2,670	456,92	34,874	11,47	2,440	458,09	33,332
14,88	2,700	456,61	35,237	11,47	2,440	458,11	33,309
16,28	2,790	457,5	34,404	12,94	2,560	458,29	33,098
18,59	2,923	457,74	34,123	15,25	2,725	458,46	32,899
18,59	2,923	457,6	34,287	17,1	2,839	458,21	33,192
19,47	2,969	457,46	34,451	17,15	2,842	458,25	33,145
20,37	3,014	457,67	34,205	17,59	2,867	457,98	33,461
20,82	3,036	457,75	34,111	18,22	2,903	458,42	32,946
27,88	3,328	456,37	35,519	19,18	2,954	458,24	33,156
29,4	3,381	456,54	35,320	19,44	2,967	458,28	33,110
29,69	3,391	456,75	35,073	20,37	3,014	458,78	32,524
32,78	3,490	458,21	33,454	21,84	3,084	458,58	32,758
33,03	3,497	458,12	33,559	22,85	3,129	458,82	32,477
34	3,526	456,49	35,378	23	3,135	458,77	32,536
34,46	3,540	458,33	33,430	23,57	3,160	458,83	32,466
35,12	3,559	458,44	33,184	23,63	3,163	458,64	32,688
36,82	3,606	458,54	33,067	25,16	3,225	458,19	33,215
37,3	3,619	456,66	35,179	26,44	3,275	458,44	32,922
37,72	3,630	458,74	32,949	26,78	3,288	458,79	32,512
38	3,638	457,29	34,440	27,07	3,298	458,43	32,934
38,63	3,654	458,66	32,926	27,31	3,307	458,63	32,700
38,7	3,656	456,97	34,815	28,44	3,348	459,27	31,904
38,79	3,658	458,29	33,360	28,53	3,351	458,93	32,349
39,12	3,667	458,64	33,067	30,06	3,403	459,34	31,822
39,7	3,681	456,62	35,226	30,25	3,409	459,26	31,915
40	3,689	457,28	34,451	30,78	3,427	459,53	31,599
40,97	3,713	458,49	33,243	31,18	3,440	458,69	32,583
41,81	3,733	457,97	33,735	31,5	3,450	459,21	31,892
42	3,738	456,67	35,167	31,66	3,455	459,15	31,962
54,6	4,000	458,66	32,926	35,22	3,562	458,93	32,220

Таблица 3

Измерение поверхностного натяжения 100мл водного раствора 5,0_*10^-3М ДАЭДМБАХ+0,168г ПДАДМАХ; r_{капилляра}=0,240мм

t=25°C

Страница:

•  1 
•  2 

дипломная работа "Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов ПАВ методом максимального давления в газовом пузырьке" скачать

Подобные документы

• Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ

  Характерные особенности изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов некоторых ПАВ и их взаимосвязь со свойствами раствора. Исследование динамического поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке.
  
  дипломная работа [788,3 K], добавлен 10.02.2012
  

• Исследование изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия

  Исследование кинетики адсорбции поверхностно-активных веществ на границе с газом или жидкостью, измерение динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия, эффект появления максимума на изотерме поверхностного натяжения.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 01.02.2012
  

• Исследование изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия

  Диффузионный и смешанный механизм адсорбции. Роль электростатических взаимодействий в процессе адсорбции ионогенных ПАВ на межфазной границе раздела жидкость–газ. Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.02.2012
  

• Термодинамика поверхностного слоя

  Лиофильные и лиофобные системы. Способы получения дисперсных систем. Определение границы поверхностного слоя. Методы измерения поверхностного натяжения. Зависимость поверхностного натяжения от температуры и концентрации. Полная поверхностная энергия.
  
  реферат [63,1 K], добавлен 22.01.2009
  

• Коллоидные системы

  Получение лиофобных коллоидных систем, ее оптические свойства. Определение поверхностного натяжения растворов ПАВ и межфазного натяжения на границе двух несмешивающихся жидкостей сталагмометрическим методом. Коллоидная защита золей растворами ВМС.
  
  реферат [148,3 K], добавлен 15.02.2016
  

• Физико-химические свойства водных растворов азотной кислоты

  Зависимость температуры кипения водных растворов азотной кислоты от содержания HNO. Влияние состава жидкой фазы бинарной системы на температуру кипения при давлении. Влияние температуры на поверхностное натяжение водных растворов азотной кислоты.
  
  реферат [3,9 M], добавлен 31.01.2011
  

• Получение тонких пленок методом центрифугирования

  Изучение свойств поверхности материала, поверхностного натяжения. Определение величины поверхностной энергии. Понятие и причина когезии, адгезии, абсорбции, адсорбции. Рассмотрение процесса смачивания. Описание модели получения пленки полистирола.
  
  презентация [3,3 M], добавлен 28.12.2015
  

• Растворы

  Физические свойства воды, дипольный момент молекулы. Механизм образования растворов. Влияние давления, температуры и электролитов на растворимость веществ. Тепловая теорема Нернста. Главные способы выражения состава растворов. Понятие о мольной доле.
  
  реферат [741,2 K], добавлен 23.03.2013
  

• Парциальные мольные свойства

  Рассмотрение теоретических сведений о парциальных мольных свойствах компонентов раствора. Определение объема, энтропии, энтальпии и теплоемкости в бинарном растворе. Вычисление плотности масс водных растворов исследуемого вещества различной концентрации.
  
  методичка [180,4 K], добавлен 24.05.2012
  

• Растворы

  Природа растворяемого вещества и растворителя. Способы выражения концентрации растворов. Влияние температуры на растворимость газов, жидкостей и твердых веществ. Факторы, влияющие на расторимость. Связь нормальности и молярности. Законы для растворов.
  
  лекция [163,9 K], добавлен 22.04.2013
  

Другие документы, подобные "Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов ПАВ методом максимального давления в газовом пузырьке"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам