Sự hình thành, tính chất và độ bền bọt

GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hạnh
Nhóm 8: Trịnh Thị Kim Huệ - 10051010
Nguyễn Minh Kha - 10051011
Huỳnh Thị Thảo Nguyên -10051013
Nguyễn Thế Vũ -10050145
NỘI DUNG
KHÁI NIỆM BỌT VÀ SỰ HÌNH THÀNH BỌT
1
TÍNH CHẤT VÀ ĐỘ BỀN CỦA BỌT
2
CHẤT TĂNG BỌT – ỨNG DỤNG
3
CHẤT GIẢM BỌT – ỨNG DỤNG
4
Bọt là gì?

Bọt điển hình là hệ phân tán đậm của pha
khí (thường là không khí) trong chất lỏng.
PHÂN LOẠI BỌT
Khí trong lỏng:
thường được
gọi đơn giản là
bọt (foams)
PHÂN LOẠI
Khí trong rắn:
gọi là bọt rắn
(solid foams)
Các giai đoạn phát triển của bọt
Sự hình thành bọt

Bọt không bao giờ được tạo nên trong

một chất lỏng tinh khiết.

Hệ bọt được tạo nên do phân tán khí vào
trong pha lỏng khi có mặt chất tạo bọt
(foam booster)
Sự hình thành bọt
Sự hình thành bọt

Chất tạo bọt có thể sử dụng một chất hoạt
động bề mặt hay hỗn hợp chất hoạt động
bề mặt
Chất hoạt động bề mặt (HĐBM)

Chất HĐBM là chất làm giảm sức căng bề
mặt của chất lỏng; nó bao gồm 2 phần:
một phần ái nước (đầu phân cực) và một
phần kỵ nước (đầu không phân cực).
Các loại chất HĐBM
Đầu phân
cực mang
điện
dương
VD: clorua
dimetyl di
stearyl
amoni
•
Đầu phân
cực mang
điện âm

•
VD: xà
phòng,
ankylbenz
en sulfonat
Anion
Cation NI
Lưỡng tính
Chứa
nhóm
chức có
tính acid
+ nhóm
chức có
tính bazo
VD:
polyoxyetyl
en,
polyoxypro
pylen
Lý thuyết độ bền bọt
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền bọt
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT
Cấu trúc của bọt

Bọt có cấu trúc lamella.
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT

Khi mới hình thành bọt là những hình cầu,
lượng chất lỏng trong màng bọt khá lớn

CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT

Khi số lượng bọt tăng lên, bọt có xu
hướng liên kết lại với nhau
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT

Sau một thời gian hàm lượng nước trong bọt
giảm, bọt sẽ chuyển từ hình cầu về dạng đa
diện.
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT

Khi các bọt liên kết với nhau sẽ hình thành
đường biên giữa các bọt, tạo thành những
“mao quản” để lỏng di chuyển.

Đối với kiểu 3 bong bóng tiếp xúc
nhau:
120
0
Biên Plateau
hay góc
Gibbs
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỌT

Đối với kiểu 4 bong bóng tiếp xúc nhau:
ĐỘ BỀN BỌT
1
Sự khuếch tán
khí thông qua
lamella

2
Sự mất nước
trong màng
ĐỘ BỀN BỌT
Sự khuếch tán khí thông qua lamella

Trong đó:

q: hệ số khuếch tán khí giữa 2 bong bóng có
bán kính R
1
và R
2

J: độ thẩm thấu của màng mỏng

A: diện tích bề mặt khuếch tán

∆P: độ chênh áp suất giữa 2 bong bóng
q = - J . A . ∆P
ĐỘ BỀN BỌT

Khi 2 bong bóng có R khác nhau, tiếp xúc
nhau thì bong bóng lớn hơn sẽ càng phát
triển lớn hơn
ĐỘ BỀN BỌT
Sự mất nước trong màng

Theo phương trình Laplace thì:

Do R đạt cực đại tại vị trí biên Plateau,
R
B
> R
A
,  Dưới tác dụng của trọng lực và
lực mao quản thì lỏng sẽ di chuyển từ A
về B.








+σ=∆
21
R
1
R
1
P
Hiệu ứng Gibbs
Sức căng bề mặt của một chất lỏng giảm
khi nồng độ của chất hoạt động bề mặt
tăng đến nồng độ micell keo tới hạn (CMC)
Hiệu ứng Marangoni
σ
lúc mới được tạo ra

> σ
cân bằng
 Trong một thời gian rất ngắn, các phân
tử của chất hoạt động bề mặt phải tiến về
phía giao diện để làm giảm σ
Hiệu ứng Gibbs – Marangoni
C chất HĐMT quá thấp:
σ giữa chất lỏng tinh khiết và
dd sẽ không khác nhau lắm
để có thể chuyển chất HĐBM
của dd về phía có σ cao
 Bọt như vậy không ổn
định, dễ vỡ bọt.
.
C chất HĐBM quá cao:
Số lượng sẵn có của chất
HĐBM cao đến nỗi không
tạo được khuynh độ trong
màng
 Màng cũng kém ổn
định.
CÁC YẾU TỐ KHÁC ẢNH HƯỞNG ĐỘ BỀN BỌT
Bản chất
chất tạo bọt
Nhiệt độ
Độ nhớt của dd
Bề dày lớp
điện tích kép
Tính chất
màng bọt

Nồng độ chất HĐBM