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表面張力儀的測(cè)試方法

來源:上海謂載 瀏覽 1232 次 發(fā)布時(shí)間:2021-04-29

作用于液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力。它產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層,叫做表面層,表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大一些,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。就象你要把彈簧拉開些,彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢(shì)。表面張力儀常用的測(cè)試方法有白金板法、白金環(huán)法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓法等幾種方法。接下來簡(jiǎn)單介紹一下其中常用的幾種方法。

一、白金板法


當(dāng)感測(cè)白金板浸入到被測(cè)液體后,白金板周圍就會(huì)受到表面張力的作用,液體的表面張力會(huì)將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時(shí),感測(cè)白金板就會(huì)停止向液體內(nèi)部浸入。這時(shí)候,儀器的平衡感應(yīng)器就會(huì)測(cè)量浸入深度,并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。


具體測(cè)試過程中,白金板法的測(cè)試步驟為:(1)將白金板逐漸浸入液體;(2)在浸入液體表面狀態(tài)下,由感應(yīng)器感測(cè)平衡值;(3)將感應(yīng)到的平衡值轉(zhuǎn)化為表面張力值,并顯示出來。


二、白金環(huán)法


又稱du Nouy Ring method,du Nouy環(huán)法,圓環(huán)法。白金環(huán)法的測(cè)量方法為:將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi);白金環(huán)慢慢地往上提升,即液面相對(duì)而言下降,使得白金環(huán)下面形成一個(gè)液柱,并最終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法就是去感測(cè)一個(gè)最高值,而這個(gè)最高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時(shí)。這個(gè)最高值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個(gè)方法很早被使用,故而原有表面張力測(cè)定儀基本均采用這種方法,現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測(cè)得。


1.白金環(huán)懸掛在液體表面之上,并且已歸零。


2.白金環(huán)剛開始接觸到液體表面,由于白金環(huán)此時(shí)接觸到的是液體表面那層薄膜;此時(shí)顯示屏開始顯示數(shù)值。(顯示數(shù)字很小或是負(fù)的)


3.白金環(huán)開始浸入到液體內(nèi)部,由于表面張力的作用顯示數(shù)值開始變大。


4.白金環(huán)浸入到液體內(nèi)5mm處停止,此時(shí)顯示的數(shù)值是液體對(duì)兩根連接白金環(huán)金屬絲的表面張力的作用。(數(shù)值的大小取決于金屬絲直徑大?。?


5.開始緩慢下降樣品臺(tái)。


6.顯示屏上的數(shù)值在逐漸變大。


7.隨著樣品臺(tái)的緩慢下降,白金環(huán)在液體表面之上形成一柱液體薄膜。此時(shí)顯示的數(shù)值已到達(dá)最大。


8.最終白金環(huán)與液體脫離、液體薄膜破裂,顯示數(shù)值減小。


(以上兩種測(cè)試方法是最常用的方法)


三、懸滴法


又稱滴體積法表面張力儀,滴重法表面張力儀,Pendant Drop表面張力儀。其基本原理為:當(dāng)液體自管口滴落時(shí),液體的大小與液體的密度和表面張力有關(guān)。落滴重量與管口半徑與液體表面張力有關(guān)。此方法免除了對(duì)接觸角的要求,擴(kuò)大了滴外形方法的應(yīng)用范圍,但此方法對(duì)防震蕩要求相當(dāng)高,否則難以得到正確的懸滴外形曲線。同時(shí),本方法對(duì)像素要求較高,其精度取決于分析圖像捕捉過程的像素多少。

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