Behavior of gas bubbles in aqueous electrolyte solutions

https://doi.org/10.1016/0009-2509(71)83031-2Get rights and content

Abstract

A system was investigated in which a swarm of air bubbles was dispersed in aqueous electrolyte solutions. the salts used were: NaCl, NaBr, NaI, Na2SO4, Na3PO4 LiCl, MgCl2, MgSO4, CaCl2, AlCl3 and Al2(SO43. The effects of the salts on the interfacial area of dispersion and on the oxygen transfer coefficient were investigated at various salt concentrations. The results showed a definite dependence of the surface area of dispersion on the valence of the ionic species and salt concentrations. A very satisfactory correlation was obtained for all the salts with the use of ionic strength as the correlating parameter. The mechanism of the coalescence-preventing action of the salts was discussed and explained on the basis of ion—water interactions. The oxygen mass transfer coefficient was found to be only slightly dependent on the presence of electrolytes in the range of concentrations used in this work. The importance and possible practical application of the results were briefly discussed.

Résumé

On a ðudié système dans lequel un groupe de bulles d'air étaient dispersées dans des solutions aqueuses d'électrolyte. Les sels utilisés étaient: NaCl, NaBr, NaI, Na2SO4, Na3PO4, LiCl, MgCl2, MgSO4, CaCl2 AlCl3 et Al2(SO43. Les effets des sels sur la zone de dispersion à l'interface et sur le coefficient de transfert d'oxygène ont été étudies à divers taux de concentration des sels. Les résultats ont montré une dépendance définie de la surface de la zone dispersion sur la valance des types ioniques et des concentration de sels. Une corrélation trés satisfaisante a été obtenue pour tous les sels grâce à l'emploi de la résistance onique en tant que paramètre de corrélation. Le mécanisme de l'action de prévention de coalescence sue les sels a été discuté et expliqué sur le base des interactions ion—eau. On a trouvé que le coefficient de transfert de masse de l'oxygène ne dépendait que lègérement de la présence d'électrolytes dans la gamme des concentrations utilisées pour ces travaux. On discute brièvement de l'importance et des applications pratiques possibles des résultats.

Zusammenfassung

Es wurde ein System untersucht, in welchem ein Schwarm von Luftblasen in wässrigen Elektrolytlösungen dispergiert war. Die verwendeten Salze ware: NaCl, NaBr, NaI, Na2SO4, Na3PO4, LiCl, MgCl2, MgSO4, CaCl2 und Al2(SO4)3. Die Wirkungen der Salze auf die Grenzoberfläche der Dispergierung und auf den Sauerstoffübertragungskoeffizienten wurden bei verschiedenen Salzkonzentrationen untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine klare Abhängigkeit der Dispersionsoberfl:ache von der Wertigkeit der Ionensortem und von den Salzkonzentrationen. Unter Verwundung der Ionenstärke als Korrelationsparameter konnte eine sehr befriedigende Korrelation für alle die Salze gefunden werden. Der Mechanismus der koaleszenverhindernden Wirkung der Salze wird erörtert und auf der Basis der Ion—Wasser Wechselwirkungen erläutert. Es wurde festgestellt, dass innerhalb des in dieser Arbeit verwendeten Konzentrationsbereiches der Sauerstoff- übertragungskoeffizient nur geringfügig von der Gegenwart von Elektrolyten abhängig war. Die Bedeutung und mögliche praktische Anwendungen der Ergebnisse werden kurz erörtert.

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