Dibromometán, známy tiež ako metylén dibromid, je bezfarebná, ťažká tekutina so sladkým zápachom. Ako popredný dodávateľ dibromometánu sa ma často pýtajú na jeho povrchové vlastnosti. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do povrchových vlastností dibrometánu vrátane jeho povrchového napätia, zmáčateľnosti a rozhrania.
Napätie
Povrchové napätie je základnou vlastnosťou kvapalín, ktoré vyplývajú z kohéznych síl medzi molekulami na rozhraní kvapalných vzduchov. Je definovaná ako sila na jednotku dĺžky pôsobiacej kolmo na imaginárnu čiaru nakreslená na povrchu kvapaliny. Povrchové napätie kvapaliny je ovplyvnené niekoľkými faktormi vrátane teploty, molekulárnej štruktúry a intermolekulárnych síl.
Dibrometán má v porovnaní s inými organickými rozpúšťadlami relatívne vysoké povrchové napätie. Pri 20 ° C je povrchové napätie dibromometánu približne 36,5 mN/m [1]. Toto vysoké povrchové napätie je spôsobené silnými intermolekulárnymi silami medzi atómami brómu v dibrómmetáne. Atómy brómu sú vysoko elektronegatívne, čo má za následok významný dipólový moment v molekule. Interakcie dipólových dipólov medzi molekulami dibromometánu prispievajú k kohéznym silám na rozhraní kvapalného vzduchu, čo vedie k vysokému povrchovému napätiu.
Povrchové napätie dibromometánu klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Je to preto, že tepelná energia pri vyšších teplotách narúša intermolekulárne sily medzi molekulami, čím sa znižuje kohézne sily na rozhraní kvapalných vzduchov. Vzťah medzi povrchovým napätím a teplotou môže byť opísaný podľa nasledujúcej rovnice:
C = γ₀ - a (t - t₀)
kde y je povrchové napätie pri teplote T, γ₀ je povrchové napätie pri referenčnej teplote T₀ a A je teplotný koeficient povrchového napätia. Pre dibromometán je teplotný koeficient povrchového napätia približne 0,12 mn/m · K [1].
Zmáčkosť
Zmárateľnosť je miera toho, ako dobre sa tekutina šíri na pevnom povrchu. Je určená rovnováhou medzi lepiacimi silami medzi kvapalinou a pevnou látkou a súdržnými silami v kvapaline. Zmáčovateľnosť kvapaliny na pevnom povrchu sa môže charakterizovať kontaktným uhlom, ktorý je uhol tvorený medzi rozhraním kvapalného peho a rozhraním kvapalného vzduchu na trojfázovej kontaktnej linke.
Nízky kontaktný uhol naznačuje dobrú zmáčateľnosť, čo znamená, že tekutina sa ľahko šíri na pevnom povrchu. Vysoký kontaktný uhol naznačuje zlú zmáčateľnosť, čo znamená, že kvapalina tvorí kvapôčky na pevnom povrchu. Kontaktný uhol dibromometánu na rôznych tuhých povrchoch sa značne študoval.
Na hydrofilných povrchoch, ako je napríklad sklo a oxidy kovov, má dibromometán relatívne nízky kontaktný uhol, čo naznačuje dobrú zmáčateľnosť. Dôvodom je, že polárne skupiny na hydrofilných povrchoch interagujú s dipólovými momentmi dibromometánových molekúl, čo vedie k silným adhezívnym silám medzi kvapalinou a pevnou látkou. Na hydrofóbnych povrchoch, ako je teflón a polyetylén, má dibrometán s vysokým kontaktným uhlom, čo naznačuje zlú zmáčateľnosť. Je to preto, že nepolárna povaha hydrofóbnych povrchov vedie k slabým adhezívnym silám medzi kvapalinou a tuhou látkou, zatiaľ čo kohézne sily v dibrómmetáne sú relatívne silné.
Zmáčovateľnosť dibromometánu môže byť tiež ovplyvnená prítomnosťou povrchovo aktívnych látok. Povrchovo aktívne látky sú molekuly, ktoré majú hydrofilné aj hydrofóbne skupiny. Pri pridávaní k tekutine môžu povrchovo aktívne látky znížiť povrchové napätie kvapaliny a zlepšiť jej zmáčateľnosť na tuhých povrchoch. Pridanie malého množstva povrchovo aktívnej látky k dibrómmetánu môže výrazne znížiť kontaktný uhol na hydrofóbnych povrchoch, čím sa tekutina ľahšie šíri.
Rozhraní správanie
Okrem svojich povrchových vlastností na rozhraní kvapalného vzduchu vykazuje dibrometán aj zaujímavé medzifázové správanie na rozhraniach kvapaliny-kvapalina a kvapalina. Keď je dibrómettán v kontakte s inou nemiešateľnou tekutinou, ako je voda, medzi týmito dvoma tekutkami sa vytvorí rozhranie. Vlastnosti tohto rozhrania, ako je medzifázové napätie a stabilita rozhrania, sú dôležité v mnohých aplikáciách, ako je emulgácia a extrakcia.
Medzifázové napätie medzi dibromometánom a vodou je relatívne vysoké, približne 40 mN/m pri 20 ° C [2]. Toto vysoké medzifázové napätie je spôsobené veľkým rozdielom v polarite týchto dvoch kvapalín. Dibrometán je nepolárna kvapalina, zatiaľ čo voda je polárnou kvapalinou. Intermolekulárne sily medzi molekulami dibromometánu a vodou sú slabé, čo vedie k veľkému rozchodovému napätiu.
Na zníženie rozchodového napätia medzi dibromometánom a vodou je možné do systému pridať povrchovo aktívne látky. Povrchovo aktívne látky adsorb na rozhraní medzi týmito dvoma tekutkami, znižujú medzisvačné napätie a podporujú tvorbu stabilných emulzií. Typ a koncentrácia použitej povrchovo aktívnej látky môžu mať významný vplyv na stabilitu a vlastnosti emulzie.
Na rozhraní kvapalného pehoty môže dibromometán interagovať s povrchom tuhej látky rôznymi spôsobmi. Napríklad dibromometán sa môže adsorbovať na povrch pevnej látky a vytvára tenký film. Adsorpcia dibromometánu na pevnom povrchu môže ovplyvniť povrchové vlastnosti tuhej látky, ako je jej zmáčateľnosť a reaktivita.
Aplikácie povrchových vlastností Dibromometánu
Povrchové vlastnosti dibromometánu majú dôležité aplikácie v rôznych oblastiach. V oblasti materiálovej vedy sa dibromometán môže použiť ako rozpúšťadlo na syntézu a spracovanie polymérov. Vysoké povrchové napätie dibromometánu môže pomôcť podporovať tvorbu rovnomerných polymérnych filmov a vlákien. Na kontrolu adhézie a šírenia polymérov na substrátoch sa môže tiež využiť zmáčateľnosť dibrometánu na rôznych tuhých povrchoch.
V oblasti environmentálnej vedy sa môže dibromometán použiť ako rozpúšťadlo na extrakciu organických znečisťujúcich látok z pôdy a vody. Vysoké povrchové napätie a nízka rozpustnosť dibromometánu vo vode z neho robia účinné rozpúšťadlo pre extrakciu nepolárnych organických zlúčenín. Interfaciálne správanie dibromometánu sa môže tiež použiť na oddelenie a čistenie organických zlúčenín z komplexných zmesí.
V oblasti analytickej chémie môže byť dibromometán použitý ako rozpúšťadlo na analýzu organických zlúčenín plynovou chromatografiou a hmotnostnou spektrometriou. Vďaka vysokej volatilite a nízkej polarite dibromometánu z neho robí vhodné rozpúšťadlo na separáciu a detekciu nepolárnych organických zlúčenín.
Záver
Záverom možno povedať, že povrchové vlastnosti dibrromometánu vrátane jeho povrchového napätia, zmáčateľnosti a medzifázového správania sú dôležité v mnohých aplikáciách. Vysoké povrchové napätie dibromometánu je spôsobené silnými intermolekulárnymi silami medzi atómami brómu v molekule. Zmáčovateľnosť dibromometánu na rôznych tuhých povrchoch je určená rovnováhou medzi lepiacimi a súdržnými silami. Medzifázové správanie dibromometánu na rozhraniach kvapaliny a kvapaliny-pelánky je tiež ovplyvnené polaritou kvapalín a prítomnosťou povrchovo aktívnych látok.
Ako dodávateľ dibrometánu chápeme dôležitosť týchto povrchových vlastností v aplikáciách našich zákazníkov. Zaviazali sme sa poskytovať vysoko kvalitné produkty dibrometánu, ktoré spĺňajú konkrétne požiadavky našich zákazníkov. Ak máte záujem o nákup dibromometánu alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa jeho povrchových vlastností, neváhajte a kontaktujte nás pre ďalšie informácie a prediskutujte svoje potreby obstarávania. Tešíme sa na spoluprácu s vami na nájdení najlepších riešení pre vaše aplikácie.
Odkazy
[1] Lide, Dr (ed.). (2004). Príručka CRC chémie a fyziky (85. vydanie). CRC Press.
[2] McCabe, WL, Smith, JC a Harriott, P. (2005). Jednotkové operácie chemického inžinierstva (7. vydanie). McGraw-Hill.
