surfy ćw 2 procesy

Procesy chemiczne

Ćw. 2 Sporządzenie emulsji i badanie ich właściwości

1. Sporządzenie emulsji i badanie ich trwałości

Sporządzono 12 emulsji w cylindrach o objętości 25 ml w 3 seriach po 4 emulsje. Każdej emulsji przyrządzono 20 ml. Użyto surfaktantu o nazwie Rokafenol N10. Skład każdej emulsji procentowy i objętościowy zapisano w tabeli 1, 2 i 3.

1. seria
ilość surfaktantu
[%]
8
8
8
8
[ml]
1,6
1,6
1,6
1,6

Tabela 1. Skład 1. serii emulsji.

2. seria
ilość surfaktantu
[%]
10
10
10
10
[ml]
2
2
2
2

Tabela 2. Skład 2. serii emulsji.

3. seria
ilość surfaktantu
[%]
12
12
12
12
[ml]
2,4
2,4
2,4
2,4

Tabela 3. Skład 3. serii emulsji.

Sporządzone emulsje homogenizowano z prędkością homogenizatora 13 000 obrotów przez minutę. Następnie zmierzono przewodnictwo i trwałość emulsji, badając objętość rozdzielających się faz po 5, 10, 20 i 30 minutach. Dane zapisano w tabelach 4-16.

Przewodnictwo
[µS]
pierwsza seria
emulsja z 10% oleju
101,6
druga seria
emulsja z 10% oleju
126,3
trzecia seria
emulsja z 10% oleju
132,0

Tabela 4. Przewodnictwo badanych emulsji.

emulsja po 5 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
12
[%]
52
emulsja z 20% oleju [ml]
4
[%]
20
emulsja z 30% oleju [ml]
3
[%]
15
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 5. Trwałość emulsji z 1. serii po 5 minutach.

emulsja po 10 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
14
[%]
61
emulsja z 20% oleju [ml]
5
[%]
25
emulsja z 30% oleju [ml]
6
[%]
30
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 6. Trwałość emulsji z 1. serii po 10 minutach.

emulsja po 20 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
14
[%]
61
emulsja z 20% oleju [ml]
9
[%]
45
emulsja z 30% oleju [ml]
7
[%]
35
emulsja z 40% oleju [ml]
2
[%]
10

Tabela 7. Trwałość emulsji z 1. serii po 20 minutach.

emulsja po 30 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
15
[%]
68
emulsja z 20% oleju [ml]
9
[%]
45
emulsja z 30% oleju [ml]
7,5
[%]
37,5
emulsja z 40% oleju [ml]
3,5
[%]
17,5

Tabela 8. Trwałość emulsji z 1. serii po 30 minutach.

emulsja po 5 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
0
[%]
0
emulsja z 20% oleju [ml]
5
[%]
25
emulsja z 30% oleju [ml]
3
[%]
15
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 9. Trwałość emulsji z 2. serii po 5 minutach.

emulsja po 10 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
10
[%]
50
emulsja z 20% oleju [ml]
7
[%]
35
emulsja z 30% oleju [ml]
5
[%]
25
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 10. Trwałość emulsji z 2. serii po 10 minutach.

emulsja po 20 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
15
[%]
75
emulsja z 20% oleju [ml]
10
[%]
50
emulsja z 30% oleju [ml]
6,5
[%]
32,5
emulsja z 40% oleju [ml]
1
[%]
5

Tabela 11. Trwałość emulsji z 2. serii po 20 minutach.

emulsja po 30 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
15
[%]
75
emulsja z 20% oleju [ml]
10
[%]
50
emulsja z 30% oleju [ml]
7
[%]
35
emulsja z 40% oleju [ml]
3
[%]
15

Tabela 12. Trwałość emulsji z 2. serii po 30 minutach.

emulsja po 5 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
0
[%]
0
emulsja z 20% oleju [ml]
3
[%]
15
emulsja z 30% oleju [ml]
0
[%]
0
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 13. Trwałość emulsji z 3. serii po 5 minutach.

emulsja po 10 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
13
[%]
56,5
emulsja z 20% oleju [ml]
8
[%]
40
emulsja z 30% oleju [ml]
2
[%]
10
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 14. Trwałość emulsji z 3. serii po 10 minutach.

emulsja po 20 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
14
[%]
70
emulsja z 20% oleju [ml]
9
[%]
45
emulsja z 30% oleju [ml]
5
[%]
25
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 15. Trwałość emulsji z 3. serii po 20 minutach.

emulsja po 30 min.
ilość pierwszej fazy
emulsja z 10% oleju [ml]
14,5
[%]
72,5
emulsja z 20% oleju [ml]
9,5
[%]
47,5
emulsja z 30% oleju [ml]
6,5
[%]
32,5
emulsja z 40% oleju [ml]
0
[%]
0

Tabela 16. Trwałość emulsji z 3. serii po 30 minutach.

2. Określenie optymalnych warunków homogenizacji.

Określano optymalny czas homogenizacji i prędkość obrotów homogenizatora dla emulsji o składzie identycznym jak emulsje z 1. serii z ćw. 1. Najpierw wykonano 3 emulsje przy stałej prędkości obrotów równej v=22 000 obrotów/min, ale każdą homogenizowany w zmiennym czasie 60, 90 i 120 sekund. Następnie wykonano kolejne 3 emulsje przy stałym czasie homogenizowania t=60 s, ale przy zmiennej prędkości homogenizatora 13 000, 19 000 i 24 000 obr./min. Następnie zmierzono ich przewodnictwo i trwałość emulsji po 10, 15 i 20 minutach. Wyniki przedstawiono w tabelach

Przewodnictwo
[µS]
t=60s
94,5

Tabela 17. Przewodnictwo emulsji przy stałej prędkości obrotów v=22 000 obr./min. , ale przy zmiennym czasie homogenizowania.

Przewodnictwo
[µS]
v=
111,3

Tabela 18. Przewodnictwo emulsji przy stałym czasie homogenizowania t=60s, ale zmiennej prędkości obrotów.

Wykres 1. Zależność przewodnictwa od czasu homogenizowania.

Wykres 2. Zależność przewodnictwa od prędkości obrotów.

t =[s] emulsja po 10 min.
ilość pierwszej fazy
60 [ml]
14,5
[%]
60,5
90 [ml]
14
[%]
56
120 [ml]
13
[%]
48

Tabela 19. Trwałość emulsji badanej przy stałej prędkości obrotów v=22 000 obr./min., ale przy zmiennym czasie homogenizowania po 10 minutach.

t =[s] emulsja po 15 min.
ilość pierwszej fazy
60 [ml]
15
[%]
65
90 [ml]
15
[%]
60
120 [ml]
14
[%]
52

Tabela 20. Trwałość emulsji badanej przy stałej prędkości obrotów v=22 000 obr./min., ale przy zmiennym czasie homogenizowania po 15 minutach.

t =[s] emulsja po 20 min.
ilość pierwszej fazy
60 [ml]
15
[%]
68
90 [ml]
15
[%]
60
120 [ml]
14
[%]
52

Tabela 21. Trwałość emulsji badanej przy stałej prędkości obrotów v=22 000 obr./min., ale przy zmiennym czasie homogenizowania po 20 minutach.

v=[obr./min.] emulsja po 10 min.
ilość pierwszej fazy
13 000 [ml]
15
[%]
71,5
19 000 [ml]
14
[%]
61
24 000 [ml]
14
[%]
56

Tabela 22. Trwałość emulsji badanej przy stałym czasie homogenizowania t=60s, ale zmiennej prędkości obrotów po 10 minutach.

v=[obr./min.] emulsja po 15 min.
ilość pierwszej fazy
13 000 [ml]
15
[%]
75
19 000 [ml]
15
[%]
60
24 000 [ml]
15
[%]
60

Tabela 23. Trwałość emulsji badanej przy stałym czasie homogenizowania t=60s, ale zmiennej prędkości obrotów po 15 minutach.

v=[obr./min.] emulsja po 20 min.
ilość pierwszej fazy
13 000 [ml]
15
[%]
75
19 000 [ml]
15
[%]
62,5
24 000 [ml]
15,5
[%]
62

Tabela 24. Trwałość emulsji badanej przy stałym czasie homogenizowania t=60s, ale zmiennej prędkości obrotów po 20 minutach.

3. Dobór stężenia emulgatora

Układem charakteryzującym się największą trwałością jest układ zawierający 40% oleju parafinowego. Przy dodaniu surfaktantu w ilości 12% nie rozwarstwia się nawet po 30 minutach.

Wnioski:

Wszystkie próbki przygotowano na 20 ml, jednak niektóre mają sumaryczną objętość obu faz większą. Jest to spowodowane spienieniem emulsji. Największą trwałością charakteryzują się emulsje o najwyższej zawartości oleju parafinowego (40%). Emulsje zawierające mniej oleju rozwarstwiają się szybciej. Im więcej surfaktantu, tym trwalsza emulsja. Ze wszystkich badanych emulsji w ćwiczeniu 1 najszybciej rozwarstwia się emulsja zawierająca najmniej oleju (10%) i surfaktantu (10%). Tuż po homogenizacji ulega koalescencji. Najtrwalsza okazała się emulsja zawierająca 40% oleju parafinowego i 12% surfaktantu. Nie rozwarstwiła się nawet po 30 minutach. Surfaktant obniża napięcie powierzchniowe i dlatego przedłuża trwałość emulsji. Standardowo im więcej oleju, tym mniejsze przewodnictwo (z jednym wyjątkiem w pomiarach, który prawdopodobnie jest błędem pomiarowym). To, że emulsje przewodzą prąd, świadczy o tym, że mamy do czynienia z emulsją typu O/W. Jest to zgodne z prawdą, gdyż każda emulsja zawiera więcej wody niż oleju. Malejące przewodnictwo świadczy o większej ilości oleju, co również jest zgodne z prawdą. Podobnie w ćwiczeniu 2, przewodnictwo maleje przy większej prędkości obrotowej i czasie homogenizowania. Oba badane parametru są związane bezpośrednio z dyspersją oleju w wodzie. Im wyższa prędkość obrotowa homogenizatora i im wyższy czas homogenizowania, tym większa jest dyspersja oleju w wodzie. Zgodnie z teorią, im większa dyspersja tym trwalsza powinna być emulsja, a więc trwałości emulsji powinien sprzyjać dłuższy czas homogenizowania i większa prędkość obrotowa. Nasze badania potwierdzają tę tezę, chociaż niezbyt wyraźnie. Wynika to z faktu, że są za małe różnice pomiędzy parametrami, by były te różnice dobrze widoczne.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ćw 4 proces technologiczny naprawy sprężarki tłokowej, AM Gdynia, Sem. V,VI, Technologia remontów(Ko
Języka(ppp- ćw), Procesy poznawcze, Psychologia procesów poznawczych
ćw B Procesy utleniania-utlenianie ksylenów, Uczelnia PWR Technologia Chemiczna, Semestr 5, Technolo
surfy ćw 3
prezentacja Cw 1 Procesy
surfy ćw 3 kolidy
ćw 5 procesy elektrochemiczne w ogniweach paliwowych
ćw 5 procesy elektrochemiczne w ogniweach paliwowych
Cw. 1 (gazowe) Badanie procesu spalania gazu ziemnego, PODRĘCZNIKI, POMOCE, SLAJDY, SUROWCE I PALIWA
procesy poznawcze ćw, pp zaj 7 i 8
procesy poznawcze ćw pp zaj 10 i 11
Cw 2 Organizacja Procesu Zaopatrzenia
Ćw ACzS absolwent, ☆☆♠ Nauka dla Wszystkich Prawdziwych ∑ ξ ζ ω ∏ √¼½¾haslo nauka, PROCESY PRODUKCYJ
sprawko cw 2, politechnika łódzka, inżynieria chemiczna i procesowa, rok I semestr 1, dynamika proce
WPP ćw[1].- wszystko, Psychologia, II rok, Wyższe procesy poznawcze - ćwiczenia - Gut
cw 2 programowanie procesu id 1 Nieznany

więcej podobnych podstron