- परिभाषा
- काम और ऊर्जा के आधार पर परिभाषा
- समीकरण तनाव की इकाइयाँ और इकाइयाँ
- इंटरफैसिअल टेंशन का मापन
- विल्हेमि प्लेट विधि
- दू नोय रिंग विधि
- ड्रॉप लटकन विधि
- घूर्णन ड्रॉप विधि
- संदर्भ
इंटरफेसियल तनाव (γ) प्रति इकाई लंबाई शुद्ध बल के बीच एक चरण (ठोस या तरल) और एक अन्य (ठोस, तरल या गैसीय) संपर्क सतह पर लगाए गए है। शुद्ध बल संपर्क सतह के लिए लंबवत है और इसे चरणों के आंतरिक भाग की ओर निर्देशित किया जाता है।
जब चरणों में से एक गैस होती है तो इसे आमतौर पर सतह तनाव कहा जाता है। संपर्क में चरण विसर्जित होते हैं, अर्थात् वे एक समाधान बनाने के लिए एक साथ भंग नहीं कर सकते। चरणों के बीच संपर्क का क्षेत्र इंटरफ़ेस नामक अलगाव की एक ज्यामितीय सतह है। इंटरफैसिअल तनाव इंटरफ़ेस में मौजूद इंटरमॉलिक्युलर बलों के कारण होता है।
हवा के संपर्क में एक तरल के अणुओं के बीच बल
इंटरफैसिअल टेंशन कई इंटरसैशनल घटनाओं और इमल्शन उत्पादन और तेल उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
परिभाषा
इंटरफ़ेस के गुण संपर्क में चरणों के अंदर के गुणों के समान नहीं हैं, क्योंकि विभिन्न आणविक इंटरैक्शन प्रकट होते हैं क्योंकि उस क्षेत्र में अणु होते हैं जो एक चरण और दूसरे दोनों के होते हैं।
एक चरण के भीतर अणु पड़ोसी अणुओं के साथ बातचीत करते हैं, जिनके समान गुण होते हैं। नतीजतन, शुद्ध आंतरिक बल शून्य है क्योंकि आकर्षक और प्रतिकारक बातचीत सभी संभव दिशाओं में समान हैं।
दो चरणों के बीच सतह पर जो अणु होते हैं, वे एक ही चरण से अणुओं से घिरे होते हैं, लेकिन दूसरे चरण से पड़ोसी अणुओं से भी।
इस मामले में, शुद्ध बल शून्य नहीं है, और इसे उस चरण के इंटीरियर की ओर निर्देशित किया जाता है जिसमें अधिक बातचीत होती है। परिणाम यह है कि सतह पर अणुओं की ऊर्जा अवस्था चरण के भीतर ऊर्जा की स्थिति से अधिक है।
इंटरफेस के साथ प्रति यूनिट लंबाई में आवक का शुद्ध बल इंटरफेशियल तनाव है। इस बल के कारण, अणु अनायास ऊर्जा को कम करने के लिए करते हैं, मात्रा की प्रत्येक इकाई के लिए सतह क्षेत्र को कम करते हैं।
काम और ऊर्जा के आधार पर परिभाषा
एक अणु को अंदर से सतह तक आकर्षित करने के लिए, यह आवश्यक है कि अणु पर कार्य करने वाली शक्तियां शुद्ध बल से अधिक हों। दूसरे शब्दों में, इंटरफेसियल सतह को बढ़ाने के लिए काम करना आवश्यक है।
अंतरक्षेत्रीय क्षेत्र को बढ़ाने के लिए आवश्यक बल। (Https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surface_growing.png)
नेट इंटरमोलेक्युलर फोर्स जितना बड़ा होगा, काम उतना ही बड़ा होगा और एनर्जी इनपुट भी उतना ही ज्यादा होगा। इस कारण से, अंतःक्रियात्मक तनाव को कार्य के रूप में या ऊर्जा के एक कार्य के रूप में परिभाषित किया गया है, जैसा कि नीचे उल्लेख किया गया है:
इंटरफेस में एक इकाई क्षेत्र बनाने के लिए इंटरफैसिअल टेंशन आवश्यक कार्य है। इसी तरह, इंटरफैसिअल तनाव को प्रति यूनिट क्षेत्र के लिए आवश्यक मुफ्त ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है।
समीकरण तनाव की इकाइयाँ और इकाइयाँ
शुद्ध इंटरमॉलिक्युलर बल के एक कार्य के रूप में इंटरफैसिकल टेंशन का समीकरण है:
2 = एफ / 2 एल
इंटरकैशियल तनाव कम होने का कारण यह है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं की तापीय गति में वृद्धि के कारण गतिज ऊर्जा बढ़ती है।
इंटरफैसिअल टेंशन का मापन
इंटरफैसिअल टेंशन के प्रायोगिक माप के विभिन्न तरीके हैं, जिनके बीच संपर्क में चरणों की विशेषता गुणों और प्रयोगात्मक स्थितियों के अनुसार सबसे उपयुक्त चुना जा सकता है।
इन विधियों में विल्हेमि प्लेट विधि, ड्यू नोय रिंग विधि, लटकन ड्रॉप विधि और घूर्णन ड्रॉप विधि शामिल हैं।
विल्हेमि प्लेट विधि
इसमें एक एल्यूमीनियम या कांच की प्लेट पर तरल चरण की सतह द्वारा उत्सर्जित डाउनवर्ड बल को मापने के होते हैं। प्लेट पर लगाया गया शुद्ध बल वजन और तन्य बल के बराबर होता है। प्लेट का वजन एक उपकरण द्वारा प्लेट से जुड़ी मरोड़ संवेदनशील माइक्रोब्लेंस द्वारा प्राप्त किया जाता है।
दू नोय रिंग विधि
इस विधि में, धातु की अंगूठी की सतह को तरल सतह से अलग करने के लिए बल को मापा जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि मापने से पहले, अंगूठी पूरी तरह से तरल में डूबी हुई है। पृथक्करण बल इंटरफैसिअल तनाव के बराबर है और इसे उच्च परिशुद्धता संतुलन का उपयोग करके मापा जाता है।
ड्रॉप लटकन विधि
यह विधि केशिका से लटकी हुई बूंद के विरूपण को मापने पर आधारित है। लटकते समय ड्रॉप को संतुलन में रखा जाता है क्योंकि तन्य बल ड्रॉप के वजन के बराबर होता है।
ड्रॉप का बढ़ाव ड्रॉप के वजन के लिए आनुपातिक है। विधि अपने वजन के कारण ड्रॉप की बढ़ाव लंबाई निर्धारित करने पर आधारित है।
ड्रॉप लटकन विधि
घूर्णन ड्रॉप विधि
घूर्णन ड्रॉप विधि बहुत कम इंटरफेशियल तनावों को मापने के लिए बहुत उपयोगी है जो पायस और माइक्रोएल्शन उत्पादन प्रक्रिया पर लागू होती हैं।
इसमें एक अन्य तरल से भरी केशिका ट्यूब के अंदर एक कम घने तरल की एक बूंद रखने के होते हैं। ड्रॉप को एक घूर्णन आंदोलन के कारण एक केन्द्रापसारक बल के अधीन किया जाता है, बड़ी गति के साथ, जो अक्ष पर ड्रॉप को बढ़ाता है और तन्य बल का विरोध करता है।
इंटरफैसिअल तनाव ड्रॉप के ज्यामितीय आकार के आयामों से प्राप्त होता है, विकृत हो रहा है, और रोटेशन की गति है।
संदर्भ
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