Springen naar inhoud

Zeepbellen en temperatuur


  • Log in om te kunnen reageren

#1

eCihem

    eCihem


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 januari 2010 - 21:26

Hoi, hopelijk is dit in het goede gedeelte van het forum. We zitten met een probleem. Voor ons PWS hebben wij als onderwerp zeepsopschuim, nou hebben we het een en ander erop nagelezen en proeven uitgevoerd.

Een proef is ons niet nog helemaal duidelijk hoe het zit. Bij deze proef hebben we demiwater genomen, zeepsop, stopwatch en een gasbrander. Vervolgens zijn we vanaf kamertemperatuur telkens een stap van 10 graden hoger gegaan. Bij 30 graden is er al meer schuim en blijft het langer zitten, 40 hoger nog beter maar 50 graden en hoger houdt al snel op.

Een hogere temperatuur zorgt ervoor dat de oppervlaktespanning lager wordt en dus dat er makkelijker schuim gevormd kan worden. We stellen dus dat bij 30 en 40 graden de temperatuur zodanige de oppervlaktespanning verlaagt dat er meer schuim gevormd kan worden en dat de invloed van de temperatuur niet te groot is. Maar bij 50 graden houdt het op. Dus is invloed van de temperatuur zo groot geworden dat de verdere verlaging van de oppervlaktespanning nauwelijks meer invloed heeft op de stabiliteit en hoeveelheid schuim. Alleen de oppervlaktespanningen verschillen niet zo heel groot terwijl de uitkomst toch wel heel anders is.

Heeft het verschil van 1 dyne/cm echt zo grote invloed? En waarom er bij 40 graden het schuim stabieler was dan bij 30 graden terwijl de factor van temperatuur groter werd? De vloeistof zou sneller uit de zeepfilm moeten verdampen en de gas binnenin zou de zeepbel sneller moeten verlaten. Of overschat ik hier de invloed van temperatuur? Zo simpel belletje toch zo complex kan zijn ;p

We zouden jullie inzichten/hulp/verwijzingen zeer waarderen.

eCihem

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 3328 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 januari 2010 - 22:52

hoeveel experimenten per temperatuur heb je uitgevoerd?

weet je de opervlakte spanningen? Ik zal juist verwachten dat de temperatuur negative invloed zal hebben. Mede door de verlaging van de solventviscositeit.

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.

 

Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!


#3

eCihem

    eCihem


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 januari 2010 - 23:09

Een keer per temperatuur. We weten niet precies de oppervlaktespanningen. Volgens wiki is hij voor water bij 25 graden rond de 72 dyne/cm en bij 50 graden zo 68 dyne/cm voor normaal water. Met de zeepsop erbij weet ik niet zo wat de waarden zijn.

Nu ik erover nadenk begin nu zo wel te twijfelen aan juistheid van de proef. Onze begeleider zei tegen ons of er ergens misschien dit vermeld werd of aan iemand vragen met ervaring op dit gebied. Zou het wel gek vinden als hij ons op het verkeerde spoor zou zetten.

#4

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 3328 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 januari 2010 - 23:19

voor de kerst heb ik het maken van emulsies vrij uitgebreid gehad op de uni. Emulsies en schuimen hebben niet veel verschil.


De surface tension voor water lucht interface is bij een 100% afwezigheid van oppervlakte actieve stoffen inderdaad ongeveer 72 mN/m.

De toevoeging van een emulgator/surfactant verlaagt (op of over het CMC) de oppervlaktespanning tot ongeveer 5-6mN/m

De stabiliteit van de schuim heeft echter meer parameters behalve de oppervlaktespanning.

De radius van de druppels, oplosbaarheid van de gassen bij verschillende temperaturen, viscositeit van de solvent, soort surfactant (grote, polair/apolair verhouding), etc

denk nog eens goed over de verschillen die je had tijdens het experiment. schrijf alles op.

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.

 

Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!


#5

kippenborst

    kippenborst


  • >100 berichten
  • 180 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 januari 2010 - 08:43

welke zeep heb je gebruikt?? (puur nieuwsgierig)

Maar ik denk dat het met cloud point te maken heeft. (maar niet zeker natuurlijk)
op een gegeven moment (bij bepaalde temperatuur) krijg je fase scheiding dus een soort van wolkachtige substantie.
heb je dit gezien??

#6

eCihem

    eCihem


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2010 - 21:16

Bedankt voor de reacties.

@ArcherBarry

We hebben met een gasspuit elke keer 40 ml lucht aan de 150 ml demiwater toegevoegd.
Iedere geval hebben we de proef op een dag uitgevoerd zodat de druk en luchtvochtigheid gelijk waren over de verschillende temperaturen. Plus hebben we een waterbad gebruikt zodat de temperatuur niet op de bodem snel verhit wordt als in geval met een gasbrander als je niet roert. (Roeren gaat nogal lastig met schuim want dat beÔnvloedt natuurlijk ook weer de zaak.)

De oplosbaarheid van lucht zakt inderdaad zo van 8 mg/L (25 graden) naar 5,5 mg/L (50 graden) maar wat is precies daar de invloed van ?

Oplosbaarheid van lucht

De viscositeit van water ieder geval wordt kleiner met een hogere temperatuur maar wat is daar de invloed van? Het water gaat ieder geval sneller stromen, dat is duidelijk.

Althans volgens wiki

Soort surfactant is niet duidelijk want het zijn er meerdere:

Productsamenstelling

Pff, hoe onwetend ik nog ben op het gebied van deze zaken :P

@kippenborst

We hebben aan de demiwater een afwasmiddel toegevoegd van het merk Klok Eco.

Maar wat bedoel je precies met cloud point? Op wikipedia staat dat het punt is waar dus de 2 fases van elkaar gaan scheiden. Maar we hebben het niet op grote schaal uitgevoerd dus ik zou niet weten wat we echt verschillend hadden moeten zien als het de Cloud Point had bereikt.

#7

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 3328 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2010 - 10:30

eCihem, ben jij bekend met Ostwald ripening?

en hoe weet jij dat je 40ml heb toegevoegd en schuim gevormd?

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.

 

Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!


#8

kippenborst

    kippenborst


  • >100 berichten
  • 180 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2010 - 22:49

eCihem,

even een aantal dingen (ongeveer) rechtzetten. Cloud point is het niet en ostwalt ripening ook (zeker) niet.
ik dacht aan cloud point (toen nog niet bekend was welke zeep gebruikt werd).
De surfactants (zepen, maar ik spreek liever van surfactants) die in klok zitten zijn: (even opgezocht op de site van klok die je gaf)
Sodium laureth sulfate
Decyl glucoside
Sodium benzoate
Potassium sorbate (ik had geen zin in vertalen van de engelsche namen :twisted: )

over het algemeen zijn er twee soorten surfactants (zepen) namelijk anionische en nonionische. zie ook wiki voor meer uitleg. de anionische heeft een geladen kop en een hydrofobe staart en een non-ionische een hydrofobe staart en een hydrofiele staart.
een cloud point komt alleen voor bij non-ionische surfactants. in jou geval de decylglucoside.
cloud point is het punt wanneer 2 fasen van elkaar scheiden, zoals je al aangaf. in dit geval is het een tempertuur waar je surfactant niet meer oplost in je water. hier zul je dan een soort van wolk zien. dus boven een bepaalde temperatuur word je schoonmaakwater dus "ineens" witter, alsof je er een scheutje melk in hebt gedaan. Jezelf/moeder/vader/huishoudster/buurvrouw of iemand anders die wel eens schoon heeft gemaakt zal dit wel herkennen wanneer er schoonmaakmiddel in heet water is gedaan. nu weet je dus waarom en dat wanneer het afkoelt het weer "gewoon" wordt.
als je boven je cloud point zit werkt je surfactant niet meer optimaal. er zullen dus geen/veel minder micellen gevormd worden. en dus zullen er uiteindelijk ook minder bellen zijn. (al is dit een oppervlakte effect, maar kan wel van degelijke invloed zijn)

nu is het zo dat het cloudpoint van je klok eco afwasmiddel boven de 100 graden C zit. en dat je er niet mee te maken hebt. (zou ook gek zijn, aangezien je meestal heet afwast) vandaar ook de vraag welke surfactant/zeep je had gebruikt.
je had dus iets leuks kunnen zien als je bij het cloud ponit was aangekomen, maar in dit geval dus onmogelijk.

ostwalt ripening heeft in dit geval er niets mee te maken aangezien je geen deeltjes hebt gebruikt (zoals een olie oid).

je verwachtingen over de stabiliteit van schuimen en de hoogte van schuimen lijken mij goed. dus ook ik moet even harder nadenken. :P :P

#9

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2010 - 08:26

Iedere geval hebben we de proef op een dag uitgevoerd zodat de druk en luchtvochtigheid gelijk waren over de verschillende temperaturen.

De luchtvochtigheid kan buiten je experimentele ruimte misschien soortgelijk zijn, maar als je lucht verwarmt neemt de relatieve luchtvochtigheid sterk af, en als je gas verbrand voeg je veel water aan de lucht toe. Wat het netto effect is op de luchtvochtigheid rondom je experiment is niet zo direct duidelijk.

Als bij hoge temperatuur water uit je zeepsop verdampt zul je in elk geval minder sop krijgen.

Hoe verloopt de CMC van de zeep bij temperatuurverandering?

#10

eCihem

    eCihem


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2010 - 23:02

Nogmaals bedankt voor de reactie mensen :)

@ArcherBarry

Nee, ik ben niet zo bekend met Ostwald ripening. Ik heb wel wat op wiki gekeken maar daar het om dat een groot deeltje kleinere deeltje opneemt en dus uiteindelijk alleen de grootste deeltjes overblijven omdat het voordeliger is door een lager oppervlak/volume. Het grootste deeltje heeft zelf een grotere volume maar het oppervlak zelf is niet veel groter. Hoezeer heeft het met de zeepbellen of schuim te maken? Dat er alleen maar grotere zeepbellen over blijven aan het eind?

We hebben een gasspuit genomen en daarmee gewoon lucht opgezogen en dan het tot 40 ml persen. Vervolgens hebben we dat in de demiwater gestopt en de rest van de lucht erin geperst. Maar je stelt wel een goede vraag of er dan ook daadwerkelijk 40 ml aan schuim is ontstaan, lijkt me niet dat ook alle lucht zeepbellen is gaan vormen.

@kippenborst

Ah oke vandaar dat er niks spectaculair is gebeurd tijdens onze proef. :P
Maar je stelt dat het in ieder geval niks te maken heeft met cloud point en oswald ripening. Dat zijn we toch weer een stukje verder gekomen. Het blijkt toch wel lastig om snel een factor te vinden die hier voor verantwoordelijk, niet geheel verrassend aangezien er een heleboel dingen meespelen.

@rwwh

We hebben een waterbad gebruikt, dat zou dan lokaal gezien wel voor een hogere luchtvochtigheid zorgen. Het waterbad hebben we op een dezelfde dag gebruikt dus zal er ook geen grote verschillen moeten zijn tussen de luchtvochtigheid bij verschillende temperaturen. Maar ik weet niet hoeveel water er zou verdampen in een uur met de verschillende temperaturen. Hoewel het me stug lijkt dat er grote verschillen daar tussen zitten. Het is in ieder geval wel zo dat het bekerglas omringd is door een ongeveer gelijke hoeveelheid water in de gegeven tijd.

Het gekke is dat bij hogere temperaturen tot 50 er meer sop is en na 50 graden Celsius niet meer terwijl er inderdaad meer water verdampt.

Ik heb niet echt ťťn idee hoe de CMC verloopt bij temperatuurverandering. CMC ontstaat doordat er geen ruimte meer is aan het oppervlak voor de surfactants moleculen. Moleculen gaan allemaal sneller bewegen en dus ook de micellen of micelvorming. Wacht eens, is het voor CMC niet zo dat de surfactants op dat punt het energiewijs voordeliger vinden om micellen te vormen dan aan het oppervlak te gaan zitten. Bij zo hogere temperatuur zal Gibbs vrije energie minder moeten worden van de deeltjes dus de CMC grens komt hoger te liggen bij een hogere temperatuur ? Dan zouden er immers minder surfactants aan het oppervlak zitten en zo weer wordt de oppervlaktespanning weer hoger. Geen idee of het ook daadwerkelijk met vrije energie te maken heeft, goede kans dat ik helemaal mis zit.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures