Dynamic measurements of dilational properties of a liquid interface

• Published in: Chemical engineering science 1972-01, Vol.27 (6), p.1283-1291
• Main Authors: Lucassen, J., Van Den Tempel, M.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0009-2509; 1873-4405
• DOI: 10.1016/0009-2509(72)80104-0

A new method is described for the measurement of dilational surface properties of solutions containing surface-active materials. The surface dilational modulus is obtained from a surface-tension variation, caused by a small-amplitude, sinosoidal-area variation. The method is limited to frequencies below about 0·1 Hertz because of higher frequencies wave-propagation effects play a disturbing role. Simultaneous measurement of the phase difference between area changes and surface-tension variations provides information about possible relaxation processes occurring on the surface. The use of the method is illustrated by means of experiments on dilute solutions of deconoic acid. For this system, the relaxation process consists of diffusional exchange of solute between bulk and surface. A quantitative analysis of this phenomenon shows satisfactory agreement with the measured behaviour of the modulus as a function of frequency and concentration. Les auteurs décrivent une nouvelle méthode permettant de mesurer les propriétés de dilatation de surface de solutions contenant des matières tensio-actives. Le module de dilatation de surface est obtenu à partir d'une variation de la tension superficielle, causée par une variation de petite amplitude dans une région sinusoidale. La méthode est limitée aux fréquences inférieures à environ 0·1 Hz, car à de plus hautes fréquences, les effets de propagation des ondes causent une perturbation. Une mesure simultanée de la différence de phases entre des changements de régions et des variations de tension superficielle donne des renseignements sur des processus possibles de relaxation se produisant à la surface. Les auteurs illustrent la méthode à l'aide d'expériencesd faites sur des solutions diluées d'acide décanoique. Dans ce systm̀e, le processus de relaxation consiste en un échange diffusionnel de soluté entre le liquide et la surface. Une analyse quantitative de ce ph'enomǹe montre un accord satisfaisant avc le comportement enregistré du module, celui-ci étant une fonction de le fréquence et de la concentration. Es wird eine Methode beschrieben für die Messung der Dehnungseigenschaften an der Oberfläche von Lösungen, die oberflächenaktive Stoffe enthalten. Der Oberflächendehnungsmodul wird erhalten aus einer Oberflächenspannungs; anderung hervorgerufen durch eine sinusflächige Variation kleiner Amplitude. Die Methode ist auf Frequenzen unterhalb von etwa 0,1 Hertz beschränkt, da bei höheren Frequenzen die Wellenfortpflanzun