Samenvatting Fysicochemie

HOOFDSTUK 1 – RHEOLOGIE

Defini'e en situering
- De term “rheologie”
→ etymologie: “rheo” = vloeien “logos” = leer van
→ introduceert door Prof. Eugene Bingham in 1929
→ studie van deformaAe van materialen/vloeistoffen gaat niet alleen over vloeistoffen

- Toepassingen van de rheologie
→ voedingssector structuur van kaas
→ bouwkunde cement
→ fysiologie visco van bloed
→ geologie lavastroom
→ farmacie/cosmetologie
Suspensie
Emulsies
Cremes
Pastas
Ovulen
Zetpillen

Viscositeit
Theore>sch concept
- Rheologisch blokmodel
- Schuifspanning F
→ F’/A
→ Uitgedrukt in N/m2 of Pa

- Schuifsnelheid G
→ dv/dr
→ uitgedrukt in s-1

- Dynamische viscositeit 𝜂
→ F/G
→ Uitgedrukt in Pa.s of Poise (P) en cenApoise (cP) of poiseuille (PI)
→ A.eEv/(R.T)
A = constante aAankelijk van moleculair gewicht
e = constante van Napier
Ev = energie nodig om vloeien te induceren
T = Temperatuur Als de temperatuur s>jgt, dan daalt de viscositeit

-
KinemaAsche viscositeit v
→ 𝜂/𝜌
→ uitgedrukt in m2/s, stoke (S) en cenAstoke (cS)

-
Fluiditeit 𝜙
→ 1/ 𝜂
→ Uitgedrukt in cP-1

-
Dynamische viscositeit van enkele systemen bij 20°C
→ tabel niet kennen
1

,Prak>sche me>ng
- Capillairviscosimeter
→ ostwald viscosimeter
→ 𝜂1/ 𝜂2 = (𝜌1.t1)/( 𝜌2.t2) = relaAeve viscositeit
𝜂1 = ongekende viscositeit vloeistof 1
𝜂2 = gekende viscositeit vloeistof 2
𝜌1 = dichtheid vloeistof 1
𝜌2 = dichtheid vloeistof 2
t1 = vloeiAjd vloeistof 1
t2 = vloeiAjd vloeistof 2

→ 𝜂 = (𝜋.r4 . t.P)/(8.l.v) Wet van Poiseuille
𝜂 = dynamische viscositeit
𝜋 = 3.141592
r = straal van capillair
t = vloeiAjd
P = druk
l = lengte capillair
v = vloeisnelheid
Laminaire vloeiing

→ Re = (2.r. 𝜌.v)/ 𝜂 = Getal van Reynolds
r = straal van capillair
𝜌 = dichtheid
v = stroomsnelheid
𝜂 = dynamische viscositeit
Overgang van laminaire vloeiing naar turbulente vloeiing

- Vallende kogel viscosimeter
→ Hoeppler viscosimeter
Geen rela>eve me>ng, directe me>ng
→ 𝜂 = k.t.( 𝜌1- 𝜌2)
k = constante aAankelijk van de kogel
t = migra>e>jd
𝜌1 = dichtheid kogel
𝜌2 = dichtheid vloeistof

→ v = (2.r2.g.( 𝜌1- 𝜌2))/9.𝜂 = Wet van Stokes
v = valsnelheid
r = straal kogel
g = valversnelling (9.81 m/s2)
𝜌1 = dichtheid kogel
𝜌2 = dichtheid vloeistof
𝜂 = dynamische viscositeit

→ WerkcondiAes/voorwaarden
Migra>e van minstens 30 seconden
Transparante vloeistoffen (anders zie je de kogel niet bewegen)



2

, - RotaAeviscosimeter
→ coaxiale viscosimeter
Searle type (dynamische binnencylinder)
CoueOe type (dynamische buitencylinder)
Laminaire vloeiing
Homogene stalen


- Kegel-plaat viscosimeter
→ FerranA-Shirley type
→ Zeer visceuze stalen
Vetragingseffect
10talen microliters (1000x minder)

Soorten rheogrammen
Newtoniaanse systemen
- Rheogram




- F=n.G
- CompaAbel met meeste viscosimeters
- Voorbeelden
→ waterige oplossingen
→ heldere siropen
→ oliën
→ colloïdale oplossingen

Niet-Newtoniaanse systemen: Pseudoplas>sche/quasivisceuze systemen
- Rheogram




3

, - Formule
- Ongeordende moleculen in rust/geordende moleculen bij schudden
- Minder visceus bij schudden
- FarmaceuAsche voorbeelden
→ Tragacant
→ Natriumalginaat
→ Methylcellulose
→ Natriumcarboxymethylcellulose
- Niet-farmaceuAsche voorbeelden
→ Gecondenseerde melk
→ Nagellak

Niet-Newtoniaanse systemen: Dilatante systemen
- Rheogram




- Formule
- Botsende deeltjes bij toenemende schuifsnelheid
- Hogere viscositeit bij toenemende schuifsnelheid
- FarmaceuAsche voorbeelden
→ Suspensies
→ Silica
→ Polyethyleenglycol

- Niet-farmaceuAsche voorbeelden
→ Zetmeel
→ Nat zand

Plas>sche systemen
- Rheogram




4