REVIEW JURNAL INTERNASIONAL FENOMENA ANT
REVIEW JURNAL INTERNASIONAL
FENOMENA ANTARMUKA
Guna memenuhi tugas farmasi fisika
Direview oleh :
Nadya Yasinta Yuliyana
1031611140
Deli Krisma Wati Simbolon
1031611146
PROGRAM STUDI DIII FARMASI
YAYASAN PHARMASI “YAPHAR”
SEMARANG
2017/2018
FENOMENA ADSORPSI CEPAT DI CAIRAN
ATAU UDARA
LATAR BELAKANG
Flotasi frothers banyak digunakan untuk mengurangi ukuran gelembung
dalam proses flotasi; Namun, tidak ada pemahaman yang jelas mengenai
mekanisme bagaimana reagen ini mempengaruhi pembentukan dan stabilitas
gelembung. Beberapa penulis telah menyelidiki bahwa perilaku gelembung
dengan adanya efek ketegangan yang ringan, statis dan dinamis, dan sebagainya.
Meski demikian masih belum jelas mengapa misalnya, konsentrasi fraksi yang
sangat rendah (5-10 ppm) telah menurunkan ukuran gelembung dan
mencegahnya. Pembentukan gelembung dan perilaku dalam flotasi kemungkinan
besar diatur oleh fenomena adsorpsi sub-milidetik yang terjadi pada antarmuka
udara / cairan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pemahaman tentang
mekanisme tindakan ringan dengan pendekatan baru.
Tiga fraksi flotasi yang paling banyak digunakan, seperti Dowfroth 200, Dowfroth
250 dan Nasfroth 240, diselidiki. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
hubungan antara tegangan permukaan dinamis dan tahap awal kenaikan
gelembung, dan osilasi gelembung karena hal ini dianggap memberi indikasi pada
kecenderungan adsorpsi cepat dari frothers. Frothers ini kemungkinan besar
menunjukkan histeresis adsorpsi / desorpsi yang lebih besar yang menyebabkan
akumulasi molekul di permukaan yang membuat permukaan gelembung lebih
kaku.
PENDAHULUAN
Perpindahan massa padatan ke permukaan gelembung dan kemudian ke
buih dan kemudian ke produk lauder adalah, antara lain, fungsi kompleks dari
ukuran gelembung. Frothers memiliki banyak efek: mereka menstabilkan dan
mengurangi ukuran gelembung dan menciptakan stabilitas feses buih yang
optimal; mengubah tegangan permukaan antarmuka cairan-udara; mencegah
koalesensi di atas konsentrasi koalesensi kritis dan mempengaruhi gerak
gelembung di pulpa.Gerakan gelembung adalah salah satu parameter kunci dalam
memahami flotasi. Ini akan mempengaruhi antara lain penumpukan gas,
kemungkinan keterikatan dan keterpisahan. Tantangan dalam penelitian semacam
ini dua kali lipat. Tantangan pertama berasal dari fakta bahwa lapisan batas di
sekitar gelembung dipengaruhi baik secara hidrodinamik dan oleh fenomena yang
disebabkan secara kimiawi, yang berinteraksi dan tetap dalam kondisi mapan yang
dinamis.
Ada beberapa makalah eksperimental tentang kecepatan gelembung
tunggal lokal dalam larutan surfaktan dalam kondisi yang diyakini mencapai
kecepatan naik gelembung terminal dan ekuilibrium adsorpsi surfaktan. Oleh
karena itu pengamatan pergerakan gelembung segera setelah detasemen dari
kapiler memberikan informasi tingkat adsorpsi dan viskositas permukaan yang
dibuat oleh adsorpsi. Mereka menemukan bahwa data yang diukur berbeda
Konsentrasi ent baik didekati dengan pemasangan linier dan kemiringan garis
menurun dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan, mereka juga mengamati
bahwa dengan akumulasi surfaktan, sistem yang dipelajari tidak pernah mencapai
kecepatan terminal yang stabil, dan mereka menemukan bahwa ada efek yang
nyata pada bentuk gelembung dengan diameter kapiler. Kelengkungan gelembung
besar didorong dari kapiler kecil yang disebabkan pada saat detasemen gelombang
permukaan yang mendorong gelembung ke kecepatan yang lebih tinggi. Krzan,
Lunkenheimer dan Malysa berpendapat bahwa kelompok polar surfaktan tidak
banyak berkontribusi pada kecepatan gelembung yang meningkat.
PERCOBAAN
Pengamatan kecepatan awal dan bentuk gelembung pada 50 ms pertama
setelah melepaskannya dari kapiler.
1.
Meneliti pengaruh tipe frother terhadap tegangan permukaan dinamis,
kecepatan permukaan gelembung 2D dan rasio aspek gelembung dengan
konsentrasi fraksi sama.
2.
Pendekatan "equal surface tension equivalent concentration" diambil. Ini
berarti bahwa gelembung peningkatan kecepatan dan pengukuran tekanan
gelembung dilakukan pada konsentrasi di mana larutan frother tertentu
menunjukkan tegangan permukaan 61 mN / m. Hal ini menghasilkan
konsentrasi 7000 ppm untuk DF 200, 500 ppm untuk NF 240 dan 100 ppm
untuk DF 250.
3.
Konsentrasi larutan surfaktan diturunkan ke kisaran flotasi gunakan teknik
analisa ukuran bubur kertas HUT (Helsinki University of Technology).
Ditemukan secara eksperimental untuk DF 200 adalah 13,8 ppm dan untuk
DF 250 adalah 9,1 ppm.
BAHAN
Propilena Glikol Metil Eter
Trietilen Glikol Butil Eter
Larutan Frother
Air Ultra Murni (UPW)
METODE
1.
Pengukuran tegangan permukaan ekuilibrium
Pengukuran dilakukan dengan metode loncatan loncatan menggunakan
sudut kontak Cam 200 dan alat pengukur tegangan permukaan (KSV Instrument
Ltd.) Isoterm tegangan ekuilibrium yang diperoleh digunakan untuk menentukan
konsentrasi yang sebanding untuk pengukuran.
2.
Penciptaan dan pemantauan gelembung
Pencitraan berkecepatan tinggi digunakan untuk memantau pergerakan
gelembung dan metode tekanan gelembung maksimum untuk pengukuran
tegangan permukaan dinamis
Kedua metode tersebut dilakukan secara bersamaan. Analisis tekanan busa
digunakan untuk membuat gelembung, dan pada saat bersamaan, untuk mengukur
tegangan permukaan dinamis dari larutan. Gelembung ditambahkan melalui
kapiler baja berbentuk kait dengan0,25 mm diameter inert. Diameter gelembung
yang dibuat kira-kira 2,5 mm. Aliran udara diukur dan dikendalikan oleh BPA800P. Pada prinsipnya alat ini mengukur tekanan maksimum pada gelembung
tumbuh di ujung kapiler, yang direndam ke dalam larutan. Saat gelembung
melewati tekanan maksimum ini, menaik dengan cepat dan terlepas dari kapiler.
Kecepatan naik dihitung dari perubahan posisi titik tengah panjang gelembung.
Kisaran antara dua nilai y dibagi dengan interval waktu antara dua frame (0,2 ms)
memberikan tingkat kecepatan naik. Rasio osilasi / aspek gelembung didefinisikan
sebagai jatah antara diameter horisontal (dh) dan vertikal (dv).
HASIL DAN DISKUSI
Pada konsentrasi 100 ppm, tegangan permukaan dinamis dari DF 200
menunjukkan perbedaan kecil dibandingkan dengan tegangan permukaan air ultra
murni tanpa batas pengalihan massa yang jelas. Semakin rendah tegangan
permukaan, semakin lambat kecepatan gelembung naik di bagian awal profil
kecepatan gelembung menunjukkan kecepatan naik terendah. Rasio gelembung
dan rasio aspek yang diproyeksikan (y) menunjukkan bahwa gelembung tersebut
mengalami deformasi cepat dan tidak menunjukkan bentuk konstan seperti NF
240 dan DF 250, dengan rasio aspek sekitar 1,1. Osilasi awal berhubungan dengan
adsorpsi surfaktan. Seri uji pertama menunjukkan bahwa DF 250 memiliki
respons adsorpsi kumulatif yang cepat sementara NF 240 jauh lebih lambat dan
DF 200 tidak benar-benar mengumpulkan cakupan permukaan seperti itu yang
akan menyebabkan imobilisasi permukaan yang kuat.
Untuk tegangan permukaan konstan, konsentrasi DF 250 berada pada 100
ppm. Konsentrasi untuk NF 240 adalah lima kali lipat. Hasilnya menunjukkan
adsorpsi akumulatif yang jauh lebih cepat daripada dengan konsentrasi pengujian
yang lebih rendah. Konsentrasi DF 200 70 kali lebih tinggi pada tes ini
dibandingkan dengan tes sebelumnya. DF 200 menunjukkan kinetika adsorpsi
yang sangat cepat, mencapai nilai tegangan permukaan ekuilibrium. Namun,
imobilisasi permukaannya tidak terlalu tinggi dan kecepatan yang meningkat
hampir sama dengan sistem ultra murni. Penurunan rasio aspek gelembung
menghasilkan penurunan kecepatan gelembung yang signifikan.
Hasilnya menunjukkan bahwa DF 250 dan NF 240 berperilaku secara
komparatif bahkan jika struktur DF 250 bercabang dan struktur NF 240 bersifat
linier. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan perbedaan tingkat adsorpsi dan
desorpsi sehingga surfaktan terakumulasi pada permukaan sehingga membuatnya
lebih kaku; yaitu meningkatkan viskositas permukaannya. Efek kausal dari
peningkatan viskositas permukaan bersifat sterik. Surfaktan ini berperilaku serupa
dengan n-butanol, n-heksanol dan n-nonanol. DF 200 berperilaku berbeda. Ini
memiliki tingkat adsorpsi yang sangat cepat namun hasilnya juga menunjukkan
tingkat desorpsi yang sangat cepat. Tampaknya jelas bahwa perbedaan antara
tingkat adsorpsi dan desorpsi sangat kecil. Ini berakibat pada perilaku surfaktan
yang sangat dinamis pada permukaan. Ini juga menjelaskan pembentukan
gelembung kecil dan kurangnya koalesensi bahkan jika tegangan permukaan statis
hanya sedikit lebih rendah dari sistem ultra murni.
KESIMPULAN
Hasil yang dijelaskan di atas mengarah pada kesimpulan berikut:
1. Gelembung terlepas dari jenis dan / atau konsentrasi frother, gelombang
deformasi berbentuk gelombang di permukaan gelembung. Dalam air ultra
murni dan dengan adanya frother lemah (DF 200) tidak ada efek peredam
yang dapat diamati, sementara dalam kasus frut yang lebih kuat, osilasi
diendapkan dan kekakuan gelembung meningkat dengan kekuatan frother
(NF 240 < DF 250). Peredam ini adalah fungsi dari viskositas permukaan.
2. Temuan menunjukkan bahwa bahkan jika berat molekul DF 200 dan NF
240 serupa, efek dari frothers pada tegangan permukaan dan perilaku
gelembung berbeda, NF 240 menjadi frother yang lebih kuat. Ini sesuai
dengan percabangan pada molekul surfaktan, aktivitas permukaan
menurun.
3. Tegangan permukaan dan kecepatan gelembung yang meningkat hampir
tidak terpengaruh oleh jenis surfaktan di bawah nilai CCC, bahkan jika
rasio aspek gelembung berubah. Kecepatan naik di bawah CCC hampir
sama dengan kecepatan naik dalam air ultra murni.
4. Dengan penurunan tegangan permukaan, kecepatan naik gelembung juga
menurun, namun tingkat retardasi sangat bergantung pada struktur frother
karena tingkat adsorpsi / desorpsi yang berbeda.
5. Histeris adsorpsi / desorpsi kemungkinan besar fenomena tersebut
mempengaruhi ukuran dan perilaku gelembung dalam flotasi.
FENOMENA ANTARMUKA
Guna memenuhi tugas farmasi fisika
Direview oleh :
Nadya Yasinta Yuliyana
1031611140
Deli Krisma Wati Simbolon
1031611146
PROGRAM STUDI DIII FARMASI
YAYASAN PHARMASI “YAPHAR”
SEMARANG
2017/2018
FENOMENA ADSORPSI CEPAT DI CAIRAN
ATAU UDARA
LATAR BELAKANG
Flotasi frothers banyak digunakan untuk mengurangi ukuran gelembung
dalam proses flotasi; Namun, tidak ada pemahaman yang jelas mengenai
mekanisme bagaimana reagen ini mempengaruhi pembentukan dan stabilitas
gelembung. Beberapa penulis telah menyelidiki bahwa perilaku gelembung
dengan adanya efek ketegangan yang ringan, statis dan dinamis, dan sebagainya.
Meski demikian masih belum jelas mengapa misalnya, konsentrasi fraksi yang
sangat rendah (5-10 ppm) telah menurunkan ukuran gelembung dan
mencegahnya. Pembentukan gelembung dan perilaku dalam flotasi kemungkinan
besar diatur oleh fenomena adsorpsi sub-milidetik yang terjadi pada antarmuka
udara / cairan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pemahaman tentang
mekanisme tindakan ringan dengan pendekatan baru.
Tiga fraksi flotasi yang paling banyak digunakan, seperti Dowfroth 200, Dowfroth
250 dan Nasfroth 240, diselidiki. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
hubungan antara tegangan permukaan dinamis dan tahap awal kenaikan
gelembung, dan osilasi gelembung karena hal ini dianggap memberi indikasi pada
kecenderungan adsorpsi cepat dari frothers. Frothers ini kemungkinan besar
menunjukkan histeresis adsorpsi / desorpsi yang lebih besar yang menyebabkan
akumulasi molekul di permukaan yang membuat permukaan gelembung lebih
kaku.
PENDAHULUAN
Perpindahan massa padatan ke permukaan gelembung dan kemudian ke
buih dan kemudian ke produk lauder adalah, antara lain, fungsi kompleks dari
ukuran gelembung. Frothers memiliki banyak efek: mereka menstabilkan dan
mengurangi ukuran gelembung dan menciptakan stabilitas feses buih yang
optimal; mengubah tegangan permukaan antarmuka cairan-udara; mencegah
koalesensi di atas konsentrasi koalesensi kritis dan mempengaruhi gerak
gelembung di pulpa.Gerakan gelembung adalah salah satu parameter kunci dalam
memahami flotasi. Ini akan mempengaruhi antara lain penumpukan gas,
kemungkinan keterikatan dan keterpisahan. Tantangan dalam penelitian semacam
ini dua kali lipat. Tantangan pertama berasal dari fakta bahwa lapisan batas di
sekitar gelembung dipengaruhi baik secara hidrodinamik dan oleh fenomena yang
disebabkan secara kimiawi, yang berinteraksi dan tetap dalam kondisi mapan yang
dinamis.
Ada beberapa makalah eksperimental tentang kecepatan gelembung
tunggal lokal dalam larutan surfaktan dalam kondisi yang diyakini mencapai
kecepatan naik gelembung terminal dan ekuilibrium adsorpsi surfaktan. Oleh
karena itu pengamatan pergerakan gelembung segera setelah detasemen dari
kapiler memberikan informasi tingkat adsorpsi dan viskositas permukaan yang
dibuat oleh adsorpsi. Mereka menemukan bahwa data yang diukur berbeda
Konsentrasi ent baik didekati dengan pemasangan linier dan kemiringan garis
menurun dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan, mereka juga mengamati
bahwa dengan akumulasi surfaktan, sistem yang dipelajari tidak pernah mencapai
kecepatan terminal yang stabil, dan mereka menemukan bahwa ada efek yang
nyata pada bentuk gelembung dengan diameter kapiler. Kelengkungan gelembung
besar didorong dari kapiler kecil yang disebabkan pada saat detasemen gelombang
permukaan yang mendorong gelembung ke kecepatan yang lebih tinggi. Krzan,
Lunkenheimer dan Malysa berpendapat bahwa kelompok polar surfaktan tidak
banyak berkontribusi pada kecepatan gelembung yang meningkat.
PERCOBAAN
Pengamatan kecepatan awal dan bentuk gelembung pada 50 ms pertama
setelah melepaskannya dari kapiler.
1.
Meneliti pengaruh tipe frother terhadap tegangan permukaan dinamis,
kecepatan permukaan gelembung 2D dan rasio aspek gelembung dengan
konsentrasi fraksi sama.
2.
Pendekatan "equal surface tension equivalent concentration" diambil. Ini
berarti bahwa gelembung peningkatan kecepatan dan pengukuran tekanan
gelembung dilakukan pada konsentrasi di mana larutan frother tertentu
menunjukkan tegangan permukaan 61 mN / m. Hal ini menghasilkan
konsentrasi 7000 ppm untuk DF 200, 500 ppm untuk NF 240 dan 100 ppm
untuk DF 250.
3.
Konsentrasi larutan surfaktan diturunkan ke kisaran flotasi gunakan teknik
analisa ukuran bubur kertas HUT (Helsinki University of Technology).
Ditemukan secara eksperimental untuk DF 200 adalah 13,8 ppm dan untuk
DF 250 adalah 9,1 ppm.
BAHAN
Propilena Glikol Metil Eter
Trietilen Glikol Butil Eter
Larutan Frother
Air Ultra Murni (UPW)
METODE
1.
Pengukuran tegangan permukaan ekuilibrium
Pengukuran dilakukan dengan metode loncatan loncatan menggunakan
sudut kontak Cam 200 dan alat pengukur tegangan permukaan (KSV Instrument
Ltd.) Isoterm tegangan ekuilibrium yang diperoleh digunakan untuk menentukan
konsentrasi yang sebanding untuk pengukuran.
2.
Penciptaan dan pemantauan gelembung
Pencitraan berkecepatan tinggi digunakan untuk memantau pergerakan
gelembung dan metode tekanan gelembung maksimum untuk pengukuran
tegangan permukaan dinamis
Kedua metode tersebut dilakukan secara bersamaan. Analisis tekanan busa
digunakan untuk membuat gelembung, dan pada saat bersamaan, untuk mengukur
tegangan permukaan dinamis dari larutan. Gelembung ditambahkan melalui
kapiler baja berbentuk kait dengan0,25 mm diameter inert. Diameter gelembung
yang dibuat kira-kira 2,5 mm. Aliran udara diukur dan dikendalikan oleh BPA800P. Pada prinsipnya alat ini mengukur tekanan maksimum pada gelembung
tumbuh di ujung kapiler, yang direndam ke dalam larutan. Saat gelembung
melewati tekanan maksimum ini, menaik dengan cepat dan terlepas dari kapiler.
Kecepatan naik dihitung dari perubahan posisi titik tengah panjang gelembung.
Kisaran antara dua nilai y dibagi dengan interval waktu antara dua frame (0,2 ms)
memberikan tingkat kecepatan naik. Rasio osilasi / aspek gelembung didefinisikan
sebagai jatah antara diameter horisontal (dh) dan vertikal (dv).
HASIL DAN DISKUSI
Pada konsentrasi 100 ppm, tegangan permukaan dinamis dari DF 200
menunjukkan perbedaan kecil dibandingkan dengan tegangan permukaan air ultra
murni tanpa batas pengalihan massa yang jelas. Semakin rendah tegangan
permukaan, semakin lambat kecepatan gelembung naik di bagian awal profil
kecepatan gelembung menunjukkan kecepatan naik terendah. Rasio gelembung
dan rasio aspek yang diproyeksikan (y) menunjukkan bahwa gelembung tersebut
mengalami deformasi cepat dan tidak menunjukkan bentuk konstan seperti NF
240 dan DF 250, dengan rasio aspek sekitar 1,1. Osilasi awal berhubungan dengan
adsorpsi surfaktan. Seri uji pertama menunjukkan bahwa DF 250 memiliki
respons adsorpsi kumulatif yang cepat sementara NF 240 jauh lebih lambat dan
DF 200 tidak benar-benar mengumpulkan cakupan permukaan seperti itu yang
akan menyebabkan imobilisasi permukaan yang kuat.
Untuk tegangan permukaan konstan, konsentrasi DF 250 berada pada 100
ppm. Konsentrasi untuk NF 240 adalah lima kali lipat. Hasilnya menunjukkan
adsorpsi akumulatif yang jauh lebih cepat daripada dengan konsentrasi pengujian
yang lebih rendah. Konsentrasi DF 200 70 kali lebih tinggi pada tes ini
dibandingkan dengan tes sebelumnya. DF 200 menunjukkan kinetika adsorpsi
yang sangat cepat, mencapai nilai tegangan permukaan ekuilibrium. Namun,
imobilisasi permukaannya tidak terlalu tinggi dan kecepatan yang meningkat
hampir sama dengan sistem ultra murni. Penurunan rasio aspek gelembung
menghasilkan penurunan kecepatan gelembung yang signifikan.
Hasilnya menunjukkan bahwa DF 250 dan NF 240 berperilaku secara
komparatif bahkan jika struktur DF 250 bercabang dan struktur NF 240 bersifat
linier. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan perbedaan tingkat adsorpsi dan
desorpsi sehingga surfaktan terakumulasi pada permukaan sehingga membuatnya
lebih kaku; yaitu meningkatkan viskositas permukaannya. Efek kausal dari
peningkatan viskositas permukaan bersifat sterik. Surfaktan ini berperilaku serupa
dengan n-butanol, n-heksanol dan n-nonanol. DF 200 berperilaku berbeda. Ini
memiliki tingkat adsorpsi yang sangat cepat namun hasilnya juga menunjukkan
tingkat desorpsi yang sangat cepat. Tampaknya jelas bahwa perbedaan antara
tingkat adsorpsi dan desorpsi sangat kecil. Ini berakibat pada perilaku surfaktan
yang sangat dinamis pada permukaan. Ini juga menjelaskan pembentukan
gelembung kecil dan kurangnya koalesensi bahkan jika tegangan permukaan statis
hanya sedikit lebih rendah dari sistem ultra murni.
KESIMPULAN
Hasil yang dijelaskan di atas mengarah pada kesimpulan berikut:
1. Gelembung terlepas dari jenis dan / atau konsentrasi frother, gelombang
deformasi berbentuk gelombang di permukaan gelembung. Dalam air ultra
murni dan dengan adanya frother lemah (DF 200) tidak ada efek peredam
yang dapat diamati, sementara dalam kasus frut yang lebih kuat, osilasi
diendapkan dan kekakuan gelembung meningkat dengan kekuatan frother
(NF 240 < DF 250). Peredam ini adalah fungsi dari viskositas permukaan.
2. Temuan menunjukkan bahwa bahkan jika berat molekul DF 200 dan NF
240 serupa, efek dari frothers pada tegangan permukaan dan perilaku
gelembung berbeda, NF 240 menjadi frother yang lebih kuat. Ini sesuai
dengan percabangan pada molekul surfaktan, aktivitas permukaan
menurun.
3. Tegangan permukaan dan kecepatan gelembung yang meningkat hampir
tidak terpengaruh oleh jenis surfaktan di bawah nilai CCC, bahkan jika
rasio aspek gelembung berubah. Kecepatan naik di bawah CCC hampir
sama dengan kecepatan naik dalam air ultra murni.
4. Dengan penurunan tegangan permukaan, kecepatan naik gelembung juga
menurun, namun tingkat retardasi sangat bergantung pada struktur frother
karena tingkat adsorpsi / desorpsi yang berbeda.
5. Histeris adsorpsi / desorpsi kemungkinan besar fenomena tersebut
mempengaruhi ukuran dan perilaku gelembung dalam flotasi.