DIFERENCIAS ENTRE LOS VALORES DE LA TENSIÓN INTERFACIAL DINÁMICA DE GOTAS DE AGUA EN CO2 y BURBUJAS DE CO2 EN AGUA / Diferences Between Dinamic Interfacial Tension Values of Water Drops in CO2 and CO2 Bubbles in Water

Autores/as

  • JUAN MELÉNDEZ Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A
  • SUSANA ZEPPIERI Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A
  • AURA LÓPEZ DE RAMOS Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A

Palabras clave:

Tensión interfacial, Tensión interfacial de equilibrio, Burbujas de CO2, Efectos de temperatura y presión, Sistemas CO2-agua.

Resumen

La tensión interfacial dinámica (γ) del agua en un ambiente gaseoso de CO2 fue determinada a 20, 30, 40 y 50 ºC y a presiones de 0, 1, 2, 3, 4 y 5 MPa. También fue calculada la tensión interfacial de burbujas de CO2 en agua a 30, 40 y 50 ºC y a presiones de 2 y 3 MPa. Se usó el método de la gota colgante (agua como fase dispersa y CO2 como fase continua) o su variación de la burbuja emergente (CO2 como fase dispersa y agua como fase continua), manteniendo tanto la presión como la temperatura constante y variando solamente el volumen de la fase dispersa. Los valores obtenidos de γ de equilibrio de la gota estuvieron entre 33,1 y 68,5 mN/m, mientras que para el caso de la burbuja estos valores estuvieron comprendidos entre 26,6 y 41,7 mN/m. Tanto para la burbuja como para la gota, los valores de la tensión interfacial mostraron un decrecimiento con el tiempo, para cada condición de T y P estudiadas. El valor de γ en el caso de la burbuja de CO2 disminuye ligeramente al aumentar la temperatura, pero en el caso de la gota de agua a altas presiones, γ aumenta al incrementarse la temperatura. Los valores de γ obtenidos fueron diferentes en los casos cuando las fases continuas y dispersas cambiaban: cuando el CO2 era la fase dispersa (burbuja de CO2) el valor de γ fue menor que cuando el gas era la fase continua (gotas de agua) a las mismas condiciones de T y P. Estas diferentes se deben a que el sistema estudiado se comporta como uno sistema no ideal. El CO2 cuando se disuelve en el agua provoca un hinchamiento en ésta lo que hace que las fuerzas superficiales presenten un comportamiento diferente dependiendo de cuál sea la fase dispersa y el sentido del flujo difusivo entre las dos fases.

ABSTRACT

The dynamic interfacial tension of water in a gaseous environment of CO2 was determined at 20, 30, 40 and 50 º C and pressures of 0, 1, 2, 3, 4, and 5 MPa. It was also calculated the interfacial tension of CO2 bubbles in water at 30, 40 and 50 º C and pressures of 2 and 3 MPa. For the determination of these interfacial tensions the pendant drop method was used (water as dispersed phase and carbon dioxide as a continuous phase) or its variation of the emergent bubble method (carbon dioxide as dispersed phase and water as a continuous phase), keeping both pressure and temperature constant and varying only the volume of the dispersed phase. The values obtained from the equilibrium surface tension of the drop ranged from 33.1 and 68.5 mN/m, while for the case of the bubble these values ranged between 26.6 and 41.7 mN/m. For both cases, the bubble and the drop, the interfacial tension values showed a decreasing tendency over time for each condition of temperature and pressure selected. In the case of bubble, the value of interfacial tension decreases as the temperature increases, but in the case of the water drop at high pressures, interfacial tension increases as temperature increases. The interfacial tension values obtained were different in cases where continuous and dispersed phases changed: When the CO2 was the dispersed phase (bubbles of CO2) the value of interfacial tension was smaller than when the gaswas the continuous phase (drops of water) at the same temperature and pressure. These differences are due to this systembehaves as a non-ideal one. When CO2 is dissolved in the water phase causes a swelling of the mixture (a notorious changein volume) and the interfacial forces have a different behaviour depending on which are the dispersed phase and thedirection of mass flow between the two phases.Keywords: Interfacial tension, Equilibrium interfacial tension, CO2 bubble, Pressure and temperature effects, CO2-watersystems.

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Biografía del autor/a

JUAN MELÉNDEZ, Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A

Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia,  Grupo de Investigación de Fenómenos de Transporte (G10)

SUSANA ZEPPIERI, Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A

Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia,  Grupo de Investigación de Fenómenos de Transporte (G10)

AURA LÓPEZ DE RAMOS, Universidad Simón Bolívar, Apartado Postal 89000, Caracas 1080-A

Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia,  Grupo de Investigación de Fenómenos de Transporte (G10)

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