Influence of solution pH and electrolyte presence on bubble velocity in anionic surfactant solutions

• Autorzy: Krzan, M. , Małysa, K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ pH roztworu oraz obecności elektrolitów na prędkości pęcherzyków gazowych w roztworach wodnych anionowych związków powierzchniowo aktywnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Influence of sodium n-dodecyl sulfate (SDDS) concentration, presence of electrolytes (NaCl and KCl) and the solution pH variation on profiles of the bubble local velocity and values of the bubble terminal velocity were studied. It was found that in SDDS solutions the bubble accelerated rapidly af ter the detachment and either a maximum was observed (low SDDS solution concentrations) followed by a period of monotonic decrease or the terminal velocity was attained immediately after the accel eration stage (high SDDS concentrations). Addition of the electrolyte and/or the pH variation caused significant diminishing the local velocity in low concentrations solutions and lowering the bubble terminal velocity to a value characteristic for SDDS solutions of high concentrations. This effect of electrolyte and pH on the bubble velocity variations was attributed to lowering surface tension of the SDDS solutions.

PL

Wyznaczono profile prędkości lokalnych oraz zmiany prędkości granicznych pęcherzyków powietrza w roztworach n-dodecylosiarczanu sodu (SDDS) o różnych stężeniach, w obecności różnych elektrolitów (NaCl i KCl) oraz przy różnych pH roztworów. Stwierdzono, że przy niskich stężeniach SDDS pęcherzyki po oderwaniu od kapilary zaczynają wypływać z dużym przyspieszeniem początkowym i osiągają maksimum, po którym występuje etap zmniejszenia prędkości, aż do osiągnięcia stałej wartości granicznej. W wysokich stężeniach przyspieszenie było niższe, a prędkości graniczne ustalały się bezpośrednio po etapie przyspieszenia - nie występowało maksimum. Stwierdzono, że dodatek elektrolitów do badanych roztworów oraz zmiany pH roztworów powodują drastyczne zmniejszenie prędkości lokalnych przy niskich stężeniach SDDS i obniżenie prędkości granicznej aż do wartości charakterystycznej dla wysokich stężeń SDDS. Zjawisko to związane było jest ze znacznym obniżeniem napięcia powierzchniowego w roztworach po dodaniu elektrolitu oraz po zmianie pH.

Słowa kluczowe

PL

n-dodecylosiarczan sodowy; SDDS; pęcherzyk gazowy; napięcie powierzchniowe; pokrycie adsorpcyjne; prędkość; ruchliwość powierzchni; kinetyka adsorpcji; dynamiczna struktura warstwy adsorpcyjnej

EN

sodium n-dodecyl sulfate; SDDS; bubble; surface tension; adsorption coverage; velocity; fluidity of interface; adsorption kinetics; dynamic structure of adsorption layer

• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 43
• Strony: 43-58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Krzan, M.

autor

Małysa, K.

• Institute of Catalysis and Surface Chemistry, Polish Academy of Sciences, ul. Niezapominajek 8, 30-239 Krakow, Poland,

Bibliografia

• 1. ADAMSON A.W., Physical chemistry of surface, A Wiley-Interscience Publication, New York, 1990.
• 2. AZGOMI F., GOMEZ C.O., FINCH J.A., 2007, Correspondence of gas holdup and bubble size in presence of different frothers, Int. J. Miner. Process., 83, 1–11.
• 3. CLIFT R., GRACE J.R.,. WEBER M.E, 1978, Bubbles, Drops and Particles, Academic Press, 1978
• 4. DERJAGUIN B. V., DUKHIN S. S., 1961, Theory of flotation of small and medium size particles, Trans. Inst. Mining Metal., 70, 221–246.
• 5. DUKHIN, S.S. KRETZSCHMAR, G. AND MILLER, R., 1995, Dynamics of adsorption at liquid interfaces. Theory, Experiments, Application, Elsevier, 1995
• 6. DUKHIN, S.S. MILLER, R., LOGIO G.(1998), Physico-chemical hydrodynamics of rising bubble in Drop and Bubbles Interfacial Research (D. Mobius and R. Miller - Eds.), Elsevier, New York
• 7. JACHIMSKA, B. WARSZYNSKI, P., MALYSA K., 2001, Influence of adsorption kinetics and bubble motion on stability of the foam films formed at n-octanol, n-hexanol and n-butanol solution surface, Colloids & Surfaces A:, 192, 177–193.
• 8. KRZAN M., LUNKENHEIMER K., MALYSA K., 2004, On the influence of the surfactant's polar group on the local and terminal velocities of bubbles, Colloid & Surfaces A:, 250, 431–441.
• 9. KRZAN M., MALYSA K., 2002a, Profiles of local velocities of bubbles in n-butanol, n-hexanol and n-nonanol solutions,Colloids & Surfaces A:, 207, 279–291.
• 10. KRZAN M., MALYSA K., 2002b, Influence of frother concentration on bubble dimension and rising velocities, Physicochem. Problems Mineral Process., 36, 65–76.
• 11. KRZAN M.,. ZAWALA J,. MALYSA K., 2007a, Development of steady state adsorption distribution over interface of a bubble rising in solutions of n-alkanols (C5, C8) and n-alcyltrimethylammonium bromides (C8, C12, C16), Colloids & Surfaces A:, 298, 42–51.
• 12. KRZAN M., ZAWALA J., MALYSA K., 2007b, Dynamic structure of adsorption layer over interface of bubble rising in protein solutions International Scientific Conference SURUZ Surfactants and Dispersed Systems in Theory and Practice, KsiąŜe k/Wałbrzycha, May 22–25, 2007, ISBN 83-7076-125-9, p. 91–95.
• 13. KULKARNI, A.A., JOSHI, J.B. 2005, Bubble Formation and Bubble Rise Velocity in Gas-Liquid Systems: A Review, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 5873–5931.
• 14. LASKOWSKI J., 1998, Frothers and Frothing in Frothing in Flotation - II. (J.Laskowski and E.T.Woodburn - Eds.), Gordon and Breach Publishers, chap.1
• 15. LEJA J., (1982), Chemistry of Froth Flotation., Plenum Press, New York and London
• 16. LEVICH, V.G., 1962, Hydrodymanics, Prentice-Hall, Englewood Clifts
• 17. MALYSA K., KRASOWSKA M., KRZAN M., 2005, Influence of surface active substances on bubble motion and collision with various interfaces, Advances in Colloid and Interface Science, 114–115C: 205–225.
• 18. RALSTON J., DUKHIN S.S., 1999, The interaction between particles and bubbles, Colloids & Surfaces A:, 151, 3–14.
• 19. SAM A., GOMEZ C.O., FINCH J.A., 1996, Axial velocity profiles of single bubbles in water/frother solutions, Int. J. Miner. Processing, 47, 177–196.
• 20. SCHIMMOLER B.K., LUTRELL G.H., YOON R-H., 1993, A combined hydrodynamic-surface force model for bubble- particle collection, XVIII Int. Miner. Process. Congress., 3, 751–756.
• 21. WARSZYNSKI, P., BARZYK W., Lunkenheimer K., Fruhner, H., 1998a, Surface tension and surface potential of Na n-Dodecyl Sulfate at the air-solution interface: Model and experiment, J. Phys. Chem. B., 102, 10948–10957.
• 22. WARSZYNSKI, P., LUNKENHEIMER K., CICHOCKI G., 2002, Effect of counterions on the adsorption of ionic surfactants at fluid-fluid interfaces, Langmuir, 18, 2506–2514.
• 23. WARSZYNSKI, P., WANTKE, K.-D., FRUHNER, H., 1998b, Surface elasticity of oscillating spherical interfaces, Colloids & Surfaces A:, 139, 137–153.