Bọt Khí Xuất Hiện Khi Khuấy Có Ảnh Hưởng Đến Kết Quả Không?
Nhìn thấy một lớp bọt nhỏ trên bề mặt dung dịch, đa số người sử dụng thường tiếp tục công việc mà không quá bận tâm. Dù vậy, ở nhiều phép thử trong phòng thí nghiệm, lượng khí bị cuốn vào mẫu lại là chi tiết có thể tạo ra khác biệt giữa hai kết quả phân tích.
Có những dung dịch gần như không bị ảnh hưởng dù xuất hiện một ít bọt trong quá trình khuấy. Ngược lại, cũng có những ứng dụng mà chỉ một lượng khí nhỏ tồn tại trong mẫu đã đủ làm thay đổi giá trị đo hoặc ảnh hưởng đến độ lặp lại của kết quả.
Bọt khí xuất hiện từ đâu?
Phần lớn bọt khí hình thành khi dòng xoáy trên bề mặt dung dịch kéo không khí từ bên ngoài xuống bên trong cốc chứa. Hiện tượng này thường xuất hiện khi tốc độ khuấy được cài đặt cao hơn mức cần thiết hoặc kích thước thanh khuấy chưa phù hợp với thể tích mẫu.
Một số loại dung dịch còn có xu hướng giữ khí lâu hơn bình thường. Các mẫu chứa protein, polymer, chất hoạt động bề mặt hoặc phụ gia tạo nhớt thường dễ xuất hiện bọt hơn nước cất hoặc các dung môi đơn giản.
Nhiệt độ cũng góp phần làm thay đổi hiện tượng này. Khi dung dịch được gia nhiệt trong lúc khuấy, tính chất vật lý của mẫu thay đổi và khả năng hình thành bọt có thể tăng lên đáng kể.
Khi nào bọt khí bắt đầu ảnh hưởng đến kết quả?
Nếu mục đích chỉ là hòa tan hóa chất hoặc chuẩn bị dung dịch thông thường, một lượng bọt nhỏ xuất hiện trong thời gian ngắn thường không tạo ra khác biệt đáng kể.
Câu chuyện trở nên khác đi khi mẫu được đưa sang các bước đo lường hoặc phân tích tiếp theo. Những bong bóng khí tồn tại trong dung dịch có thể làm thay đổi thể tích thực tế của mẫu, ảnh hưởng đến độ đồng nhất hoặc tạo ra sai số trong một số phép đo vật lý.
Các phép xác định độ nhớt, tỷ trọng, độ dẫn điện hoặc một số chỉ tiêu liên quan đến thành phần hòa tan thường nhạy cảm hơn với hiện tượng này. Càng nhiều khí tồn tại trong mẫu, khả năng xuất hiện sai lệch giữa các lần thử nghiệm càng tăng.
Bọt nhiều có đồng nghĩa với khuấy hiệu quả hơn?
Một cốc dung dịch tạo xoáy mạnh và phủ đầy bọt thường mang lại cảm giác quá trình khuấy đang diễn ra rất tốt. Trên thực tế, lượng bọt xuất hiện không phản ánh trực tiếp hiệu quả hòa trộn.
Mục tiêu của khuấy trộn là giúp các thành phần phân bố đồng đều trong toàn bộ dung dịch. Khi dòng xoáy quá mạnh, một phần năng lượng của hệ thống lại được sử dụng để kéo không khí từ bên ngoài vào bên trong mẫu.
Kết quả là lượng bọt tăng lên nhưng hiệu quả hòa trộn chưa chắc đã được cải thiện tương ứng. Trong nhiều trường hợp, giảm tốc độ khuấy xuống mức phù hợp lại mang đến kết quả ổn định hơn.
Vì sao đã giảm tốc độ nhưng bọt vẫn xuất hiện?
Hiện tượng này thường khiến nhiều người nhầm rằng máy khuấy đang gặp vấn đề.
Thực tế, đặc tính của dung dịch mới là yếu tố quyết định trong khá nhiều trường hợp. Một số mẫu có khả năng giữ khí rất lâu nên ngay cả khi tốc độ khuấy đã được điều chỉnh hợp lý, bọt vẫn tồn tại trên bề mặt hoặc lơ lửng trong dung dịch.
Kích thước thanh khuấy cũng ảnh hưởng đáng kể đến dòng chảy hình thành bên trong cốc. Thanh khuấy quá nhỏ thường tạo xoáy sâu hơn để duy trì khả năng trộn, từ đó làm tăng khả năng hút khí từ bề mặt. Ở những ứng dụng yêu cầu kiểm soát tốt quá trình khuấy, việc lựa chọn thiết bị có khả năng duy trì tốc độ ổn định như DLAB MS-H280-Pro giúp người vận hành kiểm soát điều kiện làm việc dễ dàng hơn, đặc biệt khi xử lý các mẫu nhạy cảm với hiện tượng tạo bọt.
Đọc thêm bài viết liên quan: Thanh khuấy từ mất từ tính, xử lý nhanh thế nào?
Làm thế nào để hạn chế bọt khí?
Biện pháp đơn giản nhất là giảm tốc độ khuấy về mức vừa đủ để duy trì chuyển động đồng đều của dung dịch.
Nếu hiện tượng vẫn tiếp tục xuất hiện, nên kiểm tra lại kích thước thanh khuấy, thể tích mẫu và hình dạng cốc chứa. Một tổ hợp phù hợp thường giúp dòng chảy ổn định hơn và hạn chế lượng khí bị kéo xuống bên dưới.
Đối với các phép thử yêu cầu độ chính xác cao, mẫu thường được để yên sau khi khuấy nhằm tạo điều kiện cho lượng khí còn lại thoát ra ngoài trước khi tiến hành đo đạc hoặc phân tích.
Bọt khí đôi khi chỉ là chi tiết rất nhỏ xuất hiện trong quá trình chuẩn bị mẫu. Tuy nhiên ở nhiều ứng dụng phòng thí nghiệm, chính chi tiết nhỏ này lại là nguyên nhân khiến kết quả giữa các lần thử nghiệm xuất hiện chênh lệch mà người vận hành khó nhận ra ngay từ đầu.
