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\chapter{Ergebnisse und Diskussion} |
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\label{Ergebnisse} |
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\section{Versuchsreihe 1: Screening von 15 verschiedenen Tensiden} |
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\subsection{Ergebnisse} |
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\subsubsection{Auswertung der Proben mit 0,2\% Tensid im Ansatz} |
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Zum Zeitpunkt der Probenahme, eine Woche nach dem Ansetzen, hatten sich die Phasen teilweise noch |
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nicht eindeutig getrennt. Dies erschwerte die Messung der Phasenhöhe, die zur Ermittlung des |
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Volumens benötigt wurde. Bei Lutensol FSA10 war die leichte Phase noch sehr von trüben Schlieren |
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durchsetzt, so dass die untere Phasengrenze nicht bestimmt werden konnte. Bei Brij 97 war die |
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leichte Phase milchig weiß. Da es nicht sicher war ob die Lösung noch klar werden würde, wurde hier |
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auf die Beprobung verzichtet und abgewartet wie sich die später angesetzte Probe mit 2\% Tensid |
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entwickeln würde. Auch andere Tenside zeigten eine leichte Trübung, die sich allerdings nach unten |
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absetzte. Hier erfolgte die Höhenmessung an der oberen Grenze der Trübung. |
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Wegen der durch die Trübung verursachten Ungenauigkeit bei der Höhenmessung und des durch messen |
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des Außendurchmessers abgeschätzten Innendurchmessers ist die Angabe des Volumens nicht als exakter |
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Wert zu verstehen. |
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\begin{figure} |
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23 |
\centering |
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24 |
\includegraphics[scale=0.1]{bilder/DSC_0463} |
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25 |
%\caption{Ansätze mit 0,2\% Tensid} |
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%\label{Bilder 0,2\%} |
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27 |
\end{figure} |
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29 |
Die Konzentrationsbestimmung ergab Schwefelkohlenstoffgehalte zwischen 3,91 g/L und 6,52 g/L. Der |
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niedrigste Wert wurde bei der BASF-Tensidmischung, der höchste bei Brij 98 gefunden. Wobei die |
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31 |
gemessenen Konzentrationen nur unwesentlich über der Löslichkeit von Schwefelkohlenstoff in reinem |
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32 |
Wasser (2 g/L bei 20°C) liegen. |
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33 |
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34 |
Die gemessene Dichte der Proben Lagen zwischen 0,997 g/L bei Lutensol FSA10 und 1,084 g/L bei Brij |
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35 |
98. Zum Vergleich wurde die Dichte der jeweils für die Ansätze verwendeten Tensid-Salzlösung |
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36 |
gemessen. Der Vergleich ergab, dass die Dichte der Proben etwas über der Dichte der zugehörigen |
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37 |
Tensid-Salzlösung lag. |
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38 |
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39 |
Auch bei der Oberflächenspannung wurden die Proben und die entsprechenden Tensid-Salzlösungen |
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40 |
miteinander verglichen. Erwünscht ist eine deutlich Abnahme der Oberflächenspannung in der Probe. |
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41 |
Am Besten war das Verhältnis von der Oberflächenspannung von Probe zu Tensid-Lösung bei Brij 58, am |
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42 |
schlechtesten bei der BASF-Tensidmischung. Bei der BASF-Tensidmischung lag die Oberflächenspannung |
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43 |
in der Probe bei 57,38 mN/m, was im Vergleich sehr hoch ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle |
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44 |
\ref{tab:V1_0,2} zusammengefasst. |
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46 |
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47 |
\subsubsection{Auswertung der Proben mit 2\% Tensid im Ansatz} |
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48 |
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49 |
Fast alle Proben waren mehr oder weniger trüb, Brij 97 war wieder milchig weiß und blieb auch so, |
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50 |
Uniperol EL war leuchtend Gelb aber nicht trüb. |
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51 |
Bei der Probenahme für die Konzentrationsmessung wurden die trüben Schlieren bei Lutensol ON 60 so |
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52 |
stark aufgewirbelt, dass keine repräsentative Probe mehr zu entnehmen war. Daher wurde hier auf die |
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53 |
Konzentrationsbestimmung verzichtet. Die niedrigste $CS_2$- Konzentration wurde mit 4,79 g/L bei |
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54 |
der BASF-Tensidmischung gefunden, die höchste mit 103,06 g/L bei Brij 97. Diese Konzentration ist |
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55 |
im Vergleich zu den anderen Proben extrem hoch, der Mittelwert aller untersuchter Proben lag bei |
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56 |
32,05 g/L. |
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57 |
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58 |
Die Dichte der Proben lag zwischen 1,013 g/L und 1,051 g/L. Anders als bei den Proben mit 0,2\% |
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59 |
Tensid im Ansatz war die Dichte der Proben hier im Durchschnitt etwas niedriger als die Dichte der |
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60 |
zugehörigen Tensid-Salzlösungen. |
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61 |
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62 |
Beim Vergleich der Oberflächenspannung von Proben und Tensidlösungen wurde der niedrigste Wert für |
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63 |
Brij S20 ermittelt, gefolgt von Brij 98 und Uniperol EL. Auffällig war, dass die |
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64 |
Oberflächenspannung der BASF-Tensidmischung in der Probe wieder deutlich an anstieg im Vergelich |
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65 |
zur Tensid-Lösung und auch absolut wieder den fast gleichen Wert von 57,54 mN/m erreicht wie auch |
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66 |
schon bei den Ansätzen mit 0,2\% Tensid. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle |
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67 |
\ref{tab:V1_2,0} zusammengefasst. |
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68 |
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69 |
\input{V1_Tabelle0,2} |
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70 |
\input{V1_Tabelle2,0} |
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71 |
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72 |
%\begin{flushleft} |
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73 |
%\begin{figure} |
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74 |
%\includegraphics[scale=0.9, trim=1.5cm 3cm 0cm 0cm]{bilder/V1_Tabelle_0,2} |
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75 |
%\caption[Tabelle_V1]{Messwerte von Versuch 1: Screening von 15 verschiedenen Tensiden} |
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76 |
%\end{figure} |
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77 |
%\end{flushleft} |
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78 |
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79 |
\subsection{Bewertung der Ergebnisse} |
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80 |
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81 |
Dieser erste Versuch sollte die grundsätzliche Eignung verschiedener Tenside für die |
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82 |
Solubilisierung von Schwefelkohlenstoff zeigen und diente so einer Vorauswahl für weiterführende |
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83 |
Versuche. |
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84 |
Als erstes schieden die Tenside aus, die sich nicht wie gewünscht in der Salzlösung lösen ließen. |
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85 |
Dies galt für SDS, welches sich trotz Wärmezufuhr und langem Rühren nicht löste, und für DSSS, |
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86 |
welches auf die Anwesenheit von Kationen mit Gelbildung reagierte. Zwar war auch Enordet |
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87 |
problematisch, da die Tensid-Salzlösung stark getrübt und viskos war, es wurde aber zunächst nicht |
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88 |
von weiteren Versuchen ausgeschlossen, sondern ohne Salz in reinem Wasser angesetzt. Die genannten |
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89 |
Effekte waren schon bei der geringen Tensidkonzentration von nur 0,2\% sichtbar und wurden bei der |
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90 |
höheren Konzentration von 2\% noch verstärkt. |
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91 |
%Von den mit Schwefelkohlenstoff angesetzten Proben wurden einige nicht vollständig untersucht |
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92 |
%werden aufgrund ihres Verhaltens oder Aussehens. Bei den Proben mit 0,2\% Tensid wurde Brij 97 |
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93 |
%aufgrund der milchig-weißen Farbe der leichten Phase auf eine beprobung verzichtet und bei Lutensol |
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94 |
%FSA10 konnte das Volumen und die Oberflächenspannung auf Grund der starken Inhomogenität der Probe |
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95 |
%nicht gemessen werden. |
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96 |
Die gemessenen Konzentrationen an gelöstem Schwefelkohlenstoff lagen bei den Proben mit 0,2\% |
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97 |
Tensid mit 3,91 g/L - 6,53 g/L erwartungsgemäß kaum über der Löslichkeit in reinem Wasser, welche 2 |
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98 |
g/L beträgt. |
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99 |
Die Oberflächenspannung der Probe blieb im Vergleich mit der Oberflächenspannung der |
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100 |
Tensid-Salzlösung ungefähr konstant. |
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101 |
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102 |
Bei der Untersuchung der Proben mit 2\% Tensid im Ansatz traten deutliche Unterschiede zwischen den |
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103 |
unterschiedlichen Tensiden hinsichtlich der Konzentration von gelöstem Schwefelkohlenstoff auf. Die |
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104 |
gemessenen Konzentrationen reichten von 4,79 g/L (BASF-Tensidmischung) bis 103,06 g/L(Brij 97). |
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105 |
Dies war allerdings mit Abstand die höchste Konzentration, denn die zweithöchste gemessene |
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106 |
Konzentration lag bei gerade 51,43 g/L (Lutensol FSA10). |
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107 |
Nach Betrachtung der Konzentration war Brij 97 mit Abstand das effizienteste Tensid, gefolgt von |
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108 |
Lutensol FSA10 mit 51,43 g/L, Uniperol EL mit 48 55 g/L, Igepal mit 47,51 g/L und Enordet in |
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109 |
destilliertem Wasser mit 41,7 g/L. Alle weiteren Tenside wiesen ein deutlich schlechteres |
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110 |
Solubilisierungspotential auf. |
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111 |
Sortiert nach dem Oberflächenspannungsverhältnis zwischen Probe und Tensid-Salzlösung ergibt sich |
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112 |
eine andere Reihenfolge. Diese lautet dann Brij 98, Brij S20, Uniperol EL, Brij 97 und Enordet in |
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113 |
destilliertem Wasser. Bei Lutensol FSA10 und Igepal lag die Oberflächenspannung der Probe über der |
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114 |
der Tensid-Salzlösung. Allerdings sind die Messergebnisse für die Oberflächenspannungen kritisch zu |
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115 |
bewerten, da die Proben wärend der Messung schäumten. Durch den Schaum ist möglicherweise ein |
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116 |
Gegendruck entstanden, so dass möglicherweise zu hohe Werte gemessen wurden. |
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117 |
Die Ergebnisse sind in Abbildung \ref{V1} grafisch dargestellt. |
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118 |
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119 |
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120 |
\begin{figure} |
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121 |
\includegraphics{bilder/V1_uebersicht0,2} |
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122 |
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123 |
\includegraphics{bilder/V1_uebersicht2,0} |
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124 |
\caption[Screening]{Vergleich der Messwerte der untersuchten Tenside bei 0,2\% und bei 2\% Tensid im Ansatz} |
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125 |
\label{V1} |
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126 |
\end{figure} |
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127 |
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128 |
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129 |
\section{Versuchsreihe 2: Einstellen der optimalen Tensidkonzentration} |
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130 |
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131 |
Aus den von im ersten Versuch untersuchten Tensiden sollten einige ausgewählt und für diese die |
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132 |
optimale Tensidkonzentration ermittelt werden, also die Konzentration bei der am meisten |
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133 |
Schwefelkohlenstoff gelöst werden kann. |
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134 |
Hierzu wurde eine Verdünnungsreihe hergestellt, wobei die Tensidkonzentration variierte und die |
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135 |
Konzentration an Salz und Schwefelkohlenstoff konstant gehalten wurde. |
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136 |
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137 |
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138 |
\subsection{Ergebnisse} |
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139 |
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140 |
Die Bestimmung des Volumens ist bei diesem zweiten Versuch genauer als beim vorangegangenen |
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141 |
Versuch, da das Volumen der Vials kalibriert wurde und das Verhältnis von Höhe zu Duchmesser |
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142 |
größer ist. Somit wirkt sich der Messfehler durch die Höhenmessung geringer aus. |
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143 |
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144 |
\subsubsection{Auswertung der Reihe mit Brij S20} |
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145 |
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146 |
Für Brij S20 wurden Konzentrationen an gelöstem $CS_2$ von 7,38 g/L bis 72,72 g/L gemessen. Die |
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147 |
höchste Konzentration wurde bei der Probe mit knapp 3 \% Tensid im Ansatz gefunden. |
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148 |
Die Dichte lagen zwischen 1,05 g/L und 1,11 g/L. Mit steigender Tensidkonzentration im Ansatz nahm |
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149 |
die Dichte der leichten Phase ab. |
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150 |
Hier wurden nun nicht die Oberflächenspannungen von Probe und Stammlösung verglichen, sondern die |
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151 |
Oberflächenspannung wurde mit der Konzentration an gelöstem Schwefelkohlenstoff in |
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152 |
der leichten Phase verglichen. Dies ist nachfolgend in Diagramm \ref{S20} dargestellt. |
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153 |
Die Oberflächenspannung nimmt ab, während die Konzentration steigt und umgekehrt. Die Ergebnisse |
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154 |
dieses Versuchs sind in Tabelle \ref{tab:V2_BrijS20} zusammengefasst. |
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155 |
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156 |
%Tabelle mit den Messergebnissen von Brij S20 |
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157 |
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158 |
\input{V2_TabelleBrijS20} |
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159 |
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160 |
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161 |
%\begin{flushleft} |
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162 |
%\begin{figure} |
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163 |
%\includegraphics[scale=0.9, trim=1.5cm 23cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Tabelle_BrijS20} |
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164 |
%\caption[Tabelle V2_BrijS20]{Messergebnisse von Versuch 2: Einstellen der optimalen Tensidkonzentration für Brij S20} |
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165 |
%\end{figure} |
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166 |
%\end{flushleft} |
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167 |
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168 |
\subsubsection {Auswertung der Reihe mit Brij97} |
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169 |
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170 |
Für Brij 97 wurden deutlich höhere Konzentrationen als für Brij S20 gefunden. Diese lagen zwischen |
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171 |
110,98 g/L und 893,12 g/L. Auch hier wurde die höchste Konzentration in der Probe mit rund 3 \% |
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172 |
Tensid im Ansatz gefunden. |
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173 |
Die Dichte der leichten Phase lagen zwischen 1,05 g/L und 1,09 g/L also im gleichen Bereich wie die |
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174 |
Dichte von Brij S20. Hier war allerdings der Effekt zu beobachten, dass die Dichte mit steigender |
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175 |
Tensidkonzentration zunahm. |
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176 |
Beim Vergleich von Oberflächenspannung und Gelöst-Konzentration war der Effekt der steigenden |
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177 |
Konzentration bei abnehmender Oberflächenspannung deutlicher und eindeutiger ausgeprägt als bei |
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178 |
Brij S20. Die Messwerte sind tabellarisch in Tabelle \ref{tab:V2_Brij97} zusammengeafasst und in |
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179 |
Abbildung \ref{tab:V2_Brij97} grafisch dargestellt. |
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180 |
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181 |
%Tabelle mit den Messergebnissen mit Brij 97 |
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182 |
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183 |
\input{V2_TabelleBrij97} |
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184 |
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185 |
%\begin{flushleft} |
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186 |
%\begin{figure} |
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187 |
%\includegraphics[scale=0.9, trim=1.5cm 23cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Tabelle_Brij97} |
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188 |
%\caption[Tabelle V2_Brij97]{Messergebnisse von Versuch 2: Einstellen der optimalen Tensidkonzentration für Brij 97} |
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189 |
%\end{figure} |
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190 |
%\end{flushleft} |
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191 |
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192 |
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193 |
\subsection{Bewertung der Ergebnisse} |
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194 |
|
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195 |
Der Verlust der zwei Proben von Brij 97 stellte kein größeres Problem dar, da es sich hier um die |
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196 |
Probe 1 mit \mbox{ 0,1 \%} Tensid und Probe 6 mit 2,5\% Tensid handelt, also zum einen nicht um benachbarte |
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197 |
Proben und zum anderen sind diese Konzentrationen vergleichbar mit denen aus dem ersten Screening |
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198 |
(0,2\% und 2\%). |
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199 |
|
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200 |
Im Vergleich zum ersten Screening wurde hier die extrem gute Solubilisierung des |
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201 |
Schwefelkohlenstoffs durch Brij 97 nochmals deutlicher. Durch die steigende Tensidkonzentration, |
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202 |
steigt auch die Anzahl der Mizellen und somit die Solubilisierungskapazität. Bei weiter steigender |
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203 |
Tensidkonzentration löst sich das Tensid auch verstärkt in der schweren Phase und bildet inverse |
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204 |
Mizellen und schließlich bildet sich Mittelphase. Die gemessenen Höchstkonzentration lag bei Brij |
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205 |
97 zehnfach über der höchsten Konzentration, die für Brij S20 gefunden wurde. |
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206 |
Trägt man die gemessene Konzentration von gelöstem Schwefelkohlenstoff gegen die |
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207 |
Tensidkonzentration auf, wie in Grafik \ref{97} und\ref{S20} dargestellt, lässt sich gut erkennen, dass die |
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208 |
maximale Solubilisierung bei der Probe mit knapp 3\% Tensid im Ansatz vorliegt. Danach fällt die |
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209 |
Kurve wieder. Mehr Tensid hat hier keine zusätzliche lösungsvermittelnde Wirkung. Zu beachten ist, |
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210 |
dass die gefundenen Werte nicht dem kritischen Punkt und damit der maximal Möglichen Konzentration |
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211 |
gleichgesetzt werden können, denn die Proben wurden aus dem Zweiphasengebiet entnommen. Die |
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212 |
dargestellte Kurve liegt daher unterhalb der Binodalkurve. Der kritische Punkt dürfte in der Nähe |
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213 |
der ermittelten Konzentration liegen, lässt sich aber durch diesen Versuch nicht exakt finden. |
---|
214 |
Hierzu müsste eine exakte Mischungkurve durch schrittweises zutitrieren der einzelnen Komponenten |
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215 |
aufgenommen werden und die Konoden durch chemische Analyse aller Komponenten in beiden Phasen |
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216 |
bestimmt werden. |
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217 |
|
---|
218 |
|
---|
219 |
|
---|
220 |
\begin{figure} |
---|
221 |
\centering |
---|
222 |
\caption[Brij 97]{\textbf{Ermitteln der optimalen Konzentration von Brij 97}} |
---|
223 |
\includegraphics[trim=0cm 0cm 0cm 1cm]{bilder/surfactant_plots/Brij97.pdf} |
---|
224 |
\label{97} |
---|
225 |
\end{figure} |
---|
226 |
|
---|
227 |
\begin{figure} |
---|
228 |
\centering |
---|
229 |
\caption[Brij S20]{\textbf{Ermitteln der optimalen Konzentration von Brij S20}} |
---|
230 |
\includegraphics[trim=0cm 0cm 0cm 3cm]{bilder/surfactant_plots/BrijS20.pdf} |
---|
231 |
\label{S20} |
---|
232 |
\end{figure} |
---|
233 |
|
---|
234 |
|
---|
235 |
|
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236 |
%Grafiken möglichst als Viererblock zusammenfassen |
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237 |
|
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238 |
%\begin{figure} |
---|
239 |
%\includegraphics[width=0.48\textwidth]{bilder/V2_Konzentration_BrijS20} |
---|
240 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Konzentrationsverlauf abhängig von der Konzentration an Brij S20} |
---|
241 |
%\end {figure} |
---|
242 |
%\begin{figure} |
---|
243 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_OFS_BrijS20} |
---|
244 |
%\caption[OFS Brij97]{Oberflächenspannung abhängig von der Konzentration an Brij S20} |
---|
245 |
%\end {figure} |
---|
246 |
%\begin{figure} |
---|
247 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Dichte_BrijS20} |
---|
248 |
%\caption[Dichte Brij97]{Dichte abhängig von der Konzentration an Brij S20} |
---|
249 |
%\end {figure} |
---|
250 |
%\begin{figure} |
---|
251 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Solub_BrijS20} |
---|
252 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Solubilisierungsfaktor abhängig von der Konzentration an Brij S20} |
---|
253 |
%\caption[Messwerte Brij S20]{Verlauf von Konzentration, Oberflächenspannung, Dichte und Solubilisierungspotential über die Tensidkonzentration im Ansatz} |
---|
254 |
%\end{figure} |
---|
255 |
|
---|
256 |
|
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257 |
%Das mit dem hinscalieren tut net so wirklich und die erste Grafik ist anders als die anderen |
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258 |
%\begin{figure} |
---|
259 |
%\centering |
---|
260 |
%\mbox |
---|
261 |
%{\subfigure |
---|
262 |
%{ |
---|
263 |
%\includegraphics[scale=0.257, trim=0cm 14.5cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Konzentration_BrijS20} |
---|
264 |
%\quad |
---|
265 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8.3cm, trim=0cm 17cm 0cm 0cm]{bilder/V2_OFS_BrijS20} } |
---|
266 |
%} |
---|
267 |
%} |
---|
268 |
%{\subfigure |
---|
269 |
%{ |
---|
270 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0.3cm 0cm 0cm 0cm ]{bilder/V2_Dichte_BrijS20} |
---|
271 |
%\quad |
---|
272 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8cm, trim=0.5cm 0cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Solub_BrijS20} } |
---|
273 |
%} |
---|
274 |
%} |
---|
275 |
%\caption{Verlauf von Konzentration, Oberflächenspannung, Dichte und Solubilisierungspotential über die Konzentration von Brij S20} |
---|
276 |
%\label{fig12} |
---|
277 |
%\end{figure} |
---|
278 |
|
---|
279 |
%\begin{figure} |
---|
280 |
%\centering |
---|
281 |
%\mbox |
---|
282 |
%{\subfigure |
---|
283 |
% { |
---|
284 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0cm 15cm 0cm 5cm]{bilder/V2_Konzentration_Brij97} |
---|
285 |
%\quad |
---|
286 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8cm, trim=0cm 15cm 0cm 5cm]{bilder/V2_OFS_Brij97} } |
---|
287 |
% } |
---|
288 |
%} |
---|
289 |
%{\subfigure |
---|
290 |
%{ |
---|
291 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0cm 5cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Dichte_Brij97} |
---|
292 |
%\quad |
---|
293 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8cm, trim=0cm 5cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Solub_Brij97} } |
---|
294 |
%} |
---|
295 |
%} |
---|
296 |
%\caption{Verlauf von Konzentration, Oberflächenspannung, Dichte und Solubilisierungspotential über die Konzentration von Brij 97} |
---|
297 |
%{ |
---|
298 |
%\begin{flushleft} |
---|
299 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0cm 5cm 0cm 5cm]{bilder/V2_Viskos_Brij97} |
---|
300 |
%\caption{Verlauf der Viskosität über die Konzentration von Brij 97} |
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301 |
%\end{flushleft} |
---|
302 |
%} |
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303 |
%\label{fig13} |
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304 |
%\end{figure} |
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305 |
|
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306 |
|
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307 |
|
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308 |
|
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309 |
%\begin{figure} |
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310 |
%\centering |
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311 |
|
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312 |
%\begin{tabular}{cc} |
---|
313 |
%\includegraphics[scale=0.257, trim=0cm 14.5cm 0cm 0cm]{bilder/V2_Konzentration_BrijS20} & |
---|
314 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0.3cm 4cm 0cm 0cm ]{bilder/V2_OFS_BrijS20} |
---|
315 |
%\end{tabular} |
---|
316 |
%\caption{bla bla} |
---|
317 |
|
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318 |
%\begin{tabular}{cc} |
---|
319 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0.3cm 4cm 0cm 0cm ]{bilder/V2_Dichte_BrijS20} & |
---|
320 |
%\includegraphics[width=8cm, trim=0.3cm 4cm 0cm 0cm ]{bilder/V2_Solub_BrijS20} |
---|
321 |
%\end{tabular} |
---|
322 |
%\caption{bla bla 2} |
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323 |
%\label{eis1} |
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324 |
|
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325 |
%\end{figure} |
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326 |
|
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327 |
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328 |
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329 |
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330 |
%\begin{figure} |
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331 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Konzentration_Brij97} |
---|
332 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Konzentrationsverlauf abhängig von der Konzentration an Brij 97} |
---|
333 |
%\end {figure} |
---|
334 |
%\begin{figure} |
---|
335 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_OFS_Brij97} |
---|
336 |
%\caption[OFS Brij97]{Oberflächenspannung abhängig von der Konzentration an Brij 97} |
---|
337 |
%\end {figure} |
---|
338 |
%\begin{figure} |
---|
339 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Dichte_Brij97} |
---|
340 |
%\caption[Dichte Brij97]{Dichte abhängig von der Konzentration an Brij 97} |
---|
341 |
%\end {figure} |
---|
342 |
%\begin{figure} |
---|
343 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Solub_Brij97} |
---|
344 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Solubilisierungsfaktor abhängig von der Konzentration an Brij 97} |
---|
345 |
%\end {figure} |
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346 |
%\begin{figure} |
---|
347 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V2_Viskos_Brij97} |
---|
348 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Solubilisierungsfaktor abhängig von der Konzentration an Brij 97} |
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349 |
%\end{figure} |
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350 |
|
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351 |
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352 |
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353 |
\section{Versuchsreihe 3: Salinitätsscan} |
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354 |
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355 |
\subsection{Ergebnisse} |
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356 |
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357 |
Die gemessenen $CS_2$ Konzentrationen lagen zwischen 561,56 g/L und 745,78 g/L, wobei die |
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358 |
Konzentration mit steigendem Salzgehalt zunächst anstieg, die Maximalkonzentration bei 1,2 \% |
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359 |
Calciumchlorid im Ansatz (Probe 4) erreichte und danach wieder abfiel. |
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360 |
Die Dichte lagen zwischen 1,09 g/L und 1,16 g/L, der Trend war leicht ansteigend mit der |
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361 |
Konzentration. |
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362 |
Die Oberflächenspannungen wurden wieder mit der Konzentration an gelöstem Schwefelkohlenstoff |
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363 |
verglichen. Zwar ergaben die Messwerte von Oberflächenspannung und Konzentration keinen so |
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364 |
eindeutigen Zusammenhang wie beim Versuch zur Einstellung der optimalen Tensidkonzentration bei |
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365 |
festem Salzgehalt. Die Werte im Vergleich waren aber doch stimmig, also bei niedriger |
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366 |
Oberflächenspannung wurde eine hohe Schwefelkohlenstoffkonzentration gemessen, bei hoher |
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367 |
Oberflächenspannung eine niedrige. Die Messwerte sind in Tabelle |
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368 |
\ref{tab:V3_Tabelle} |
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369 |
aufgeführt. |
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370 |
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371 |
%Tabelle mit den Ergebnissen |
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372 |
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373 |
\input{V3_Tabelle} |
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374 |
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375 |
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376 |
%\begin{flushleft} |
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377 |
%\begin{figure} |
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378 |
%\includegraphics[scale=0.9, trim=1.5cm 23cm 0cm 0cm]{bilder/V3_Tabelle} |
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379 |
%\caption[Tabelle V3]{Messergebnisse von Versuch 3: Salinitätsscan für Brij 97 mit $CaCl_2$} |
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380 |
%\end{figure} |
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381 |
%\end{flushleft} |
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382 |
|
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383 |
\subsection{Bewertung der Ergebnisse} |
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384 |
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385 |
Insgesamt wurde die solubilisierende Wirkung des Tensides durch das Salz etwas abgeschwächt. Die |
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386 |
gemessenen Konzentrationen waren zwar noch immer hoch, jedoch wurden die Höchstwerte aus dem |
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387 |
Versuch zur Einstellung der optimalen Tensidkonzentration nicht erreicht. Dieses Verhalten war so |
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388 |
erwartet worden und deckt sich mit Literaturangaben \cite{Kitahara}. |
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389 |
Die Ungleichmäßigkeiten in der Messung sollten durch einen Wiederholungsversuch überprüft und |
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390 |
gegebenfalls korrigiert werden. |
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391 |
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392 |
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393 |
Ein weiterer Effekt wurde durch diesen Versuch allerdings noch nicht berücksichtigt. So ist es |
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394 |
möglich, dass zweiwertige Kationen neben der Beeinflussung des Tensids auch einen direkten Einfluss |
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395 |
auf den Lösungsvorgang des Tensids haben und selbst als Komplexbildner arbeiten. Dieser Effekt |
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396 |
sollte durch einen weiteren Versuch ausgeschlossen werden, bei dem ein Salz mit einwertigen |
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397 |
Kationen zum Einsatz kommt. |
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398 |
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399 |
%Grafiken |
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400 |
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401 |
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402 |
\begin{figure} |
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403 |
\centering |
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404 |
\caption[Salinität]{\textbf{Salinitätsscan mit Calciumchlorid für Brij 97}} |
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405 |
\includegraphics[trim=0cm 0cm 0cm 3cm]{bilder/surfactant_plots/Brij97_Salinity.pdf} |
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406 |
\label{Salinity} |
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407 |
\end{figure} |
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408 |
|
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409 |
%\begin{figure} |
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410 |
%\%includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V3_Konzentration} |
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411 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Konzentrationsverlauf abhängig von der Konzentration an $CaCl_2$} |
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412 |
%\end{figure} |
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413 |
|
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414 |
%\begin{figure} |
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415 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V3_OFS} |
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416 |
%\caption[OFS Brij97]{Oberflächenspannung abhängig von der Konzentration an $CaCl_2$} |
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417 |
%\end{figure} |
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418 |
|
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419 |
%\begin{figure} |
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420 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V3_Dichte} |
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421 |
%\caption[Dichte Brij97]{Dichte abhängig von der Konzentration an $CaCl_2$} |
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422 |
%\end{figure} |
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423 |
|
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424 |
%\begin{figure} |
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425 |
%\includegraphics[width=0.5\textwidth]{bilder/V3_Solub} |
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426 |
%\caption[Konzentration Brij97]{Solubilisierungsfaktor abhängig von der Konzentration an $CaCl_2$} |
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427 |
%\end{figure} |
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428 |
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429 |
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430 |
%Die Bilder hängen voll aufeinander drauf |
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431 |
%\begin{figure} |
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432 |
%\centering |
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433 |
%\mbox |
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434 |
%{\subfigure |
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435 |
%{ |
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436 |
%\includegraphics[width=8cm]{bilder/V3_Konzentration} |
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437 |
%\quad |
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438 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8cm]{bilder/V3_OFS} } |
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439 |
%} |
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440 |
%} |
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441 |
%{\subfigure |
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442 |
%{ |
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443 |
%\includegraphics[width=8cm]{bilder/V3_Dichte} |
---|
444 |
%\quad |
---|
445 |
%\subfigure{\includegraphics[width=8cm]{bilder/V3_Solub} } |
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446 |
%} |
---|
447 |
%} |
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448 |
%\caption{Verlauf von Konzentration, Oberflächenspannung, Dichte und Solubilisierungspotential über die Konzentration von $CaCl_2$} |
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449 |
%\label{fig14} |
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450 |
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451 |
%\end{figure} |
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452 |
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453 |
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454 |
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455 |
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456 |
\section{Abschließende Bewertung und Ausblick} |
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457 |
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458 |
Durch die Versuche wurde mit Brij 97 ein gut geeignetes Tensid zur Solubilisierung von Schwefelkohlenstoff ermittelt. |
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459 |
Ausgehend von der hier gefundenen Tensidkonzen mit der die höchste Solubilisierungsrate erreicht wurde, könnte nun durch |
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460 |
Titrationsversuche und vollständige chemische Analysen der kritische Punkt gefunden werden. Damit ließe sich dann ein |
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461 |
Mikroemulsionssystem erstellen, dass eine noch höhere Solubilisierungsrate hat als das hier gefundene System. |
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462 |
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463 |
Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche sollten noch durch Wiederholungsversuche bestätigt werden. Des weiteren |
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464 |
wäre es interessant, die Versuche auch noch mit einem monovalenten Salz zu wiederholen um die oben genannten Salzeffekte |
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465 |
genauer zu untersuchen. |
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466 |
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467 |
Für alle weiterführenden Versuche bieten die durch die beschriebenen Batchversuche ermittelten Ergebnisse eine gute |
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468 |
Grundlage. |
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