ارايه قانون اختلاط جديد براي پيش‌بيني كشش سطحي مخلوط ها

New Mixing Rule for Predicting Surface Tension of Mixtures

در این مقاله، یك قانون اختلاط جدید برای پیش بینی كشش سطحی مخلوط­های مایع ارایه شده است. معادله ارایه شده تركیبی از معادله گیبس ـ ولمر با مدل ضریب فعالیتNRTL می­باشد. مدل ارایه شده می­تواند كشش سطحی انواع گوناگونی از محلول­های آبی و غیرآبی را در بازه­یگسترده­ای از غلظت پیشگویی نماید. در این كار برای بررسی توانایی مدل، كشش سطحی چندین سامانه دو جزئی مایع به­طور آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه تانسیومتر مدل Kruss K20 Easy Dyne اندازه گیری شد. همچنین از داده­های آزمایشگاهی موجود در مقاله­ ها نیز برای ارزیابی قابلیت مدل، استفاده شد. نتیجه ­ها نشان دادند كه مدل ارایه شده با دقت قابل قبولی می­ تواند داده­های آزمایشگاهی مربوط به انواع محلول­ها را در بازه­‌ی گسترده­ای از غلظت اجزا پوشش دهد. به­ طوری كهپیش بینی داده­های مربوط به محلول­های غیر آبی از دقت بالایی برخوردار بوده و خطای متوسط مطلق برای بیشتر این سامانه­ ها كمتر از 1 درصد به دست آمد. برای سامانه­ های آبیبا درجه غیر ایده آلیزیاد، انحراف از داده­ های آزمایشگاهی نسبت به دیگرسامانه­ ها بیشتر بوده است (بیشینه 10 درصد). علت این خطا وجود مولكول ­هایی با پیوند هیدروژنی قوی است كه یكسامانه غیرایده­آل پیچیده  تشكیل می‌دهند و حتی به­كارگیری مدل ضریبفعالیت دقیق نمی ­تواند از ایجاد این خطا جلوگیری كند. با این حال می­توان پیش بینی مدل حاضر را رضایت‌ بخش و قابل قبول توصیف نمود.

In this paper, a new mixing rule for predicting the surface tension of liquid mixtures is presented. The resulting equation is provided by a combination of Gibbs- Vollmer relation and NRTL activity coefficient model. The proposed model accurately predicts the surface tension of aqueous and non-aqueous solutions in a wide range of concentration. In order to evaluate the ability of this model, several surface tension of binary liquid systems were measured tensiometer (Kruss K20 Easy Dyne). The experimental data available in the literature also were used to prove the accuracy of the model. The results showed that the proposed model can predict accurately the experimental data in a wide range of concentration. Data of non-aqueous solutions were predicted with high precision as absolute average error of less than 1% was achieved for most of these systems. For aqueous systems with a high degree of non-ideality the deviation from experimental data is higher than other systems (up to 10%). This error occurred because the molecules with strong hydrogen bonds that can form a complex non-ideal mixture, even the use of accurate activity coefficient model could not eliminate completely the error. However, the model predictions are satisfactory and acceptable.