aplicaciones analiticas de la microbalanza de cristal de cuarzo ...
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Puede verse que el comportamiento corresponde a un líquido que presentapequeñas desviaciones viscoelásticas, de modo que R f es algo superior a X Lf . Dadoque el NUJOL consta de cadenas alifáticas bastante largas, es razonable pensar quecierto efecto elástico puede ser causado por el enredo de estas cadenas.El cambio de viscosidad con la temperatura es muy grande, y puede obtenerse delos datos experimentales de la fig 4.2. A 72 °C la viscosidad es 5,3 cP mientras que a10 °C esta llega a 100 cP. Estos valores fueron calculados aplicando la ecuación deKanazawa (2.6).250010 ºC2000R f/ Ω15001000T50072 ºC00 500 1000 1500 2000 2500X Lf/ ΩFig. 4.2Gráfico paramétrico que muestra la variación de R f en función de X Lfpara NUJOL cuando se varía la temperatura (viscosidad).4.1.3 Líquido newtoniano de espesor finito:Se utilizó NUJOL como modelo de líquido newtoniano dada la fuerte dependenciade su viscosidad con la temperatura [28] mostrada en la figura anterior y su baja presión59
de vapor, que permite variar la temperatura (viscosidad) de capas finas del mismo sinevaporación apreciable.El dispositivo experimental consiste en un soporte para el cristal de cuarzo y unaresistencia eléctrica en su parte inferior que permite aumentar la temperatura delmismo y de la muestra.La superficie del electrodo del cristal se pinta con NUJOL de forma de obtener unafina capa, que se calienta moderadamente (aprox. 60 °C) para facilitar la formación deuna capa uniforme. Enfriando el sistema hasta 0 °C con aire enfriado por medio dehielo seco se consigue aumentar la viscosidad del NUJOL hasta poder estimar la masadepositada mediante la aproximación de Sauerbrey sin mucho error.La figura 4.3 muestra un diagrama de impedancia para los valores de R f y X Lfdeterminados experimentalmente para el film de NUJOL.La curva (a) muestra los parámetros de MCQ para un film de aprox. 100 µm deespesor ya visto en la figura 4.2 , que puede considerarse semi-infinito , mientras quela curva (b) muestra los mismos parámetros para un film de 1.02 µm1000aR f/ Ω800600Tb400200Fig. 4.300 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200X Lf/ ΩDiagrama de impedancias para dos peliculas de NUJOL de diferenteespesor mientras se varía la temperatura de 0 a 75 °C.(a) espesor d ≈ 100 µm (b) espesor d ≈ 1.02 µmLinea recta punteada marca el límite de Kanazawa, la linea curva llenaes una simulación para un líquido casi newtoniano (α =10).60
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Pue<strong>de</strong> verse que el comportamiento correspon<strong>de</strong> a un líquido que presentapequeñas <strong>de</strong>sviaciones viscoelásticas, <strong>de</strong> modo que R f es algo superior a X Lf . Dadoque el NUJOL consta <strong>de</strong> ca<strong>de</strong>nas alifáticas bastante <strong>la</strong>rgas, es razonable pensar quecierto efecto elástico pue<strong>de</strong> ser causado por el enredo <strong>de</strong> estas ca<strong>de</strong>nas.El cambio <strong>de</strong> viscosidad con <strong>la</strong> temperatura es muy gran<strong>de</strong>, y pue<strong>de</strong> obtenerse <strong>de</strong>los datos experimentales <strong>de</strong> <strong>la</strong> fig 4.2. A 72 °C <strong>la</strong> viscosidad es 5,3 cP mientras que a10 °C esta llega a 100 cP. Estos valores fueron calcu<strong>la</strong>dos aplicando <strong>la</strong> ecuación <strong>de</strong>Kanazawa (2.6).250010 ºC2000R f/ Ω15001000T50072 ºC00 500 1000 1500 2000 2500X Lf/ ΩFig. 4.2Gráfico paramétrico que muestra <strong>la</strong> variación <strong>de</strong> R f en función <strong>de</strong> X Lfpara NUJOL cuando se varía <strong>la</strong> temperatura (viscosidad).4.1.3 Líquido newtoniano <strong>de</strong> espesor finito:Se utilizó NUJOL como mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> líquido newtoniano dada <strong>la</strong> fuerte <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia<strong>de</strong> su viscosidad con <strong>la</strong> temperatura [28] mostrada en <strong>la</strong> figura anterior y su baja presión59
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