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表面張力的測定方法有哪些?
來源:分析測試百科網(wǎng) 瀏覽 692 次 發(fā)布時(shí)間:2022-10-08
一、 測定方法
液體表面張力的測定方法分靜態(tài)法和動態(tài)法。
靜態(tài)法,有毛細(xì)管上升法、DuNouy吊環(huán)法、Wilhelmy盤法、旋滴法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓力法;動態(tài)法有旋滴法、震蕩射流法和懸滴法等。其中毛細(xì)管上升法和最大氣泡壓力法不能用來測液-液界面張力。Wilhelmy 盤法,最大氣泡壓力法,振蕩射流法可以用來測定動態(tài)表面張力。
靜態(tài)法測定表面張力
1、 滴重法
滴重法也叫做滴體積法,這種反分法比較精確而且簡便。其基本原理是:自一毛細(xì)管滴頭滴下液體時(shí),液滴的大小與液體的表面張力有關(guān),即表面張力越大,滴下的液滴也越大,二者存在關(guān)系式:
W=2πRγf (1)
γ=W/(2πRf} (2)
式中,W為液滴的重量;
R為毛細(xì)管的滴頭半徑,其值的大小由測量儀器決定;
f為校正系數(shù)。一般實(shí)驗(yàn)室中測定液滴體積更為方便,
因此式(2)又可寫為:
γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3)
式中,V為液滴體積;ρ為液體的密度;f為校正因子。
對于特定的測量儀器和被測液體,R和ρ是固定的,在測量過程中,只要測出數(shù)滴液體的體積, 就可計(jì)算出該液體的表面張力。
2、毛細(xì)管上升法
將一支毛細(xì)管插入液體中,液體將沿毛細(xì)管上升,升到一定高度后,毛細(xì)管內(nèi)外液體將達(dá)到平衡狀態(tài),液體就不再上升了。此時(shí),液面對液體所施加的向上的拉力與液體總向下的力相等。則
γ=1/2 ρl?ρg ghrcosθ (1)
式中γ為表面張力;r為毛細(xì)管的半徑;h為毛細(xì)管中液面上升的高度;ρl為測量液體的密度;ρg為氣體的密度(空氣和蒸氣;g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?;θ為液體與管壁的接觸角。若毛細(xì)管管徑很小,而且θ=0時(shí),則上式(1)可簡化為
γ=12ρghr (2)