Signifikansi, latar belakang dan metode pengujian ketegangan antarmuka
Dalam arti luas, tegangan antar muka diartikan sebagai gaya yang harus dikeluarkan untuk memperbesar ukuran antarmuka antara dua fasa berdekatan yang tidak tercampur sempurna. Dalam pengertian yang lebih sempit, istilah ini berkaitan dengan batas fase cair/cair dan cair/padat, sedangkan untuk antarmuka cair/gas mengacu pada tegangan permukaan dan untuk antarmuka padat/gas mengacu pada energi bebas permukaan padat.
latar belakang
Sebagai ukuran kerja per satuan luas atau gaya per panjang basah, tegangan antar muka mempunyai satuan N/m atau mN/m dan dilambangkan dengan simbol σ atau .
Pada batas fasa, jumlah interaksi dengan molekul-molekul dalam fasa yang sama lebih besar daripada jumlah interaksi dengan molekul-molekul dalam fasa lainnya. Oleh karena itu, molekul pada antarmuka memiliki lebih sedikit mitra interaksi yang menarik dibandingkan pada fase massal. Oleh karena itu, fase-fase tersebut membentuk antarmuka sekecil mungkin tanpa aksi gaya eksternal. Sesuatu harus dilakukan untuk meningkatkan ukuran antarmuka.
Tegangan antar muka yang disebabkan oleh adsorpsi terarah surfaktan pada antarmuka dua cairan yang tidak dapat bercampur secara signifikan lebih rendah daripada tegangan permukaan kedua cairan tersebut. Sistem yang menunjukkan tegangan antar muka biasanya terdiri dari air, minyak, surfaktan atau campuran surfaktan dan garam. Biasanya nilai tegangan antar muka 10-2~10-1mN/m disebut tegangan antar muka rendah. Nilai tegangan antarmuka di bawah 10-3mN/m disebut tegangan antarmuka sangat rendah.
Fase Massal dan Lingkungan Molekuler di Antarmuka
Seperti halnya tegangan permukaan, terdapat perbedaan antara tegangan antar muka statis (diukur pada kesetimbangan pada antarmuka yang tidak berubah secara mekanis) dan tegangan antar muka dinamis (diukur ketika antarmuka berubah).
makna
Ketegangan antar muka memainkan peran penting dalam banyak proses dan fenomena di mana berbagai fase bersentuhan satu sama lain:
Emulsi dan emulsifikasi: Ketegangan antar muka mempengaruhi emulsifikasi dan kecenderungan pemisahan fasa.
Perpindahan minyak (misalnya produksi minyak mentah tersier): Fase organik dapat digantikan setelah minyak digantikan dengan air jika tegangan antar muka dikurangi dengan surfaktan.
Pengujian kualitas cairan hidrofobik: Penuaan cairan hidrofobik seringkali berkaitan erat dengan penurunan tegangan antarmuka dengan air. Pengukuran tegangan antar muka merupakan uji kualitas yang penting dalam hal ini, misalnya minyak transformator.
Dalam kasus batas fase padat-cair, tegangan antar muka mempengaruhi stabilitas kontak antar muka dalam jangka panjang, misalnya selama proses perekatan dan pelapisan.
Metode pengukuran
Antarmuka Cair-Cair:
Metode cincin menurut Du Noüy: Dalam metode ini gaya yang bekerja pada cincin yang dibasahi akibat tegangan lapisan tipis cairan yang ditarik keluar ketika cincin dipindahkan dari satu fasa ke fasa lainnya diukur.
Metode pelat menurut Wilhelmy: Dalam metode ini gaya yang bekerja pada pelat yang dapat dibasahi yang dicelupkan secara vertikal ke dalam fasa bawah diukur.
Metode batang: Sama seperti metode pelat, namun menggunakan batang silinder dengan panjang basah yang lebih kecil untuk mengukur volume cairan yang lebih kecil.
Metode volume tetesan: mengukur volume setetes cairan ketika ia terlepas dari cairan lain dalam tabung kapiler vertikal.
Metode spinning drop: Kapiler horizontal yang diisi dengan fase curah dan fase tetesan diatur secara berputar. Diameter tetesan, yang memanjang karena gaya sentrifugal, berhubungan dengan tegangan antarmuka.
Metode tetesan liontin: Dalam fase cair curah, bentuk tetesan pada jarum ditentukan oleh faktor-faktor seperti tegangan antar muka. Tegangan antarmuka dapat ditentukan dari gambar tetesan menggunakan analisis bentuk tetesan.
Antarmuka cair-padat:
Pengukuran Sudut Kontak: Selain energi bebas permukaannya, tegangan antar muka suatu zat padat dengan zat cair tertentu juga dapat dihitung dari sudut kontak berbagai zat cair dengan zat padat tersebut.
Penguji Ketegangan Antarmuka Otomatis Seri FT-ZL
Jika Anda tertarik, jangan ragu untuk menghubungi kami
