Molecular Dynamics Simulations of Antagonistic Salt at the Water/Oil Interface
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2627531Utgivelsesdato
2019Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Blandinger av vann og organiske løsninger er veldig vanlig. De finnes i alt fra menneskekroppen tilflere industriprosesser. Ved høyere og lavere temperaturer vil en blanding, som består av vann ogden organiske løsningen 2,6-lutidin, forme en homogen fase. Mellom disse temperaturene vil detformes et tofase-område, bestående av en vannfase og en organisk fase. Denne masteroppgavenstuderer variasjoner i spenning i tofase-området ved tilsetning av et antagonistisk salt.
Et antagonistisk salt er et salt som består av en hydrofil og en hydrofob del. Den hydrofile delener tiltrukket av vannet, og vil løses i vannfasen. Den hydrofobe delen blir derimot frastøtt avvann, og vil ende opp i den organiske fasen. Saltet vil derfor befinne seg i grenseskillet mellomde to fasene. Målet med denne masteroppgaven er å finne ut hvordan grensespenningen påvirkesav tilsetningen av antagonistisk salt.
Dette ble gjort ved å konstruere syv blandinger bestående av vann og 2,6-lutidin med ulikekonsentrasjoner av salt. Systemene ble konstruert og simulert ved hjelp av molekylærdynamikk.
Resultatene av simuleringene viser at grensespenningen synker ettersom konsentrasjonen av saltøker. I tillegg vises det at størrelsen på tofase-området minker når konsentrasjonen av salt øker,og området kan forsvinne helt ved høyere konsentrasjoner. Et slikt system består da utelukkendeav en homogen fase. Mixtures composed of water and organic solvents are very common. They are found insideour bodies and in many industries. A mixture composed of water and the organic solvent 2,6-lutidine is a uniform mixture at higher and lower temperatures. In the mid region the mixture willseparate into two phases, water and organic, and form a two-phase region. This thesis has studiedthe variation of tension between the two phases when an antagonistic salt is introduced.
An antagonistic salt is a salt composed of a hydrophilic and a hydrophobic part. The hydrophilicpart is attracted to water, and dissolves in the water phase. The hydrophobic part is not attractedto water, and ends up in the organic phase. Hence, the salt is located at the interface betweenthe two phases. The aim of this master’s thesis was to find out how the interfacial tension andthe size of the two-phased region were influenced by addition of antagonistic salt.
The work was conducted by preparing seven mixtures composed of water and the organic solvent,with different concentrations of salt. The systems were constructed and simulated by means ofmolecular dynamics simulations.
The simulated results showed that the interfacial tension decreases as concentration of salt increases.Further, the results showed that the size of the two-phased region is reduced as theconcentrations of salt increases, and that the region completely disappears for higher concentrations.The system then consists exclusively of a homogeneous phase.