表面張力測量?jì)x的工作原理

什么是表面張力?

*，我們可以根據分子間的互相吸引力來(lái)解釋液體的性質(zhì)。而表面張力、界面張力以及相類(lèi)似的現象就是用來(lái)解釋分子內聚力的基本物理現象。

具體來(lái)說(shuō)，構成液體的分子在表面上所受的力與本體內的會(huì )不相同。在本體內的分子所受的力是對稱(chēng)的、平衡的。而在表面上的分子，受本體內分子吸引而無(wú)反向的平衡力。這就是說(shuō)，它受到的是拉入本體內的力。也就是說(shuō)，力圖將表面積縮小，使這種不平衡的狀態(tài)趨向平衡狀態(tài)。

熱力學(xué)的說(shuō)法是：要將這體系的表面能降至小，這個(gè)力就稱(chēng)為“表面張力”，也說(shuō)是單位面積上的自由能(J/m2)，也就是形成或擴張單位面積的界面所需的低能量。它的數值和表面張力(N/m)一致。由于習慣，常用表面張力表示表面自由能，它對液體表面的物理化學(xué)現象起著(zhù)至關(guān)重要的作用。在日常生活中，早晨荷葉上的露珠、杯子中的弧形水面等均為表面張力現象。

什么是表面張力.

表面張力儀的工作原理

表面張力儀根據所使用的技術(shù)不同，按測試原理可分為如下幾類(lèi)：

1.氣泡壓力法

這也是測定液體表面張力的一種常用的方法，測定時(shí)將一根毛細管插入待測液體內部，從管中緩慢地通入惰性氣體對其內的液體施以壓力，使它能在管端形成氣泡逸出。當所用的毛細管管徑較小時(shí)，可以假定所產(chǎn)生的氣泡都是球面的一部分，但是氣泡在生成及發(fā)展過(guò)程中，氣泡的曲率半徑將隨惰性氣體的壓力變化而改變，當氣泡的形狀恰為半球形時(shí)，氣泡的曲率半徑為小，正好等于毛細管半徑。

如果此時(shí)繼續通入惰性氣體，氣泡便會(huì )猛然脹大，并且迅速地脫離管端逸出或突然破裂。如果在毛細管上連一個(gè)U型壓力計，U型壓力計所用的液體密度為P.兩液柱的高度差為△l，那么氣泡z大壓力△Pmax就能通過(guò)實(shí)驗測定。

特點(diǎn)

此方法與接觸角無(wú)關(guān)，裝置簡(jiǎn)單，測定快速；經(jīng)過(guò)適當的設計可以用于熔融金屬和熔鹽的表面張力測量。由于氣泡法表面張力儀能夠模擬表面活性劑的隨時(shí)間的變化情況，并且可以繪制完整的表面張力變化曲線(xiàn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。

表面張力儀的工作原理.

2.吊環(huán)法

特點(diǎn)

由于液膜有一定的厚度，同時(shí)由于上拉環(huán)也將帶起由于液膜有一定的厚度，同時(shí)由于上拉環(huán)也將帶起若干液體，并且環(huán)的半徑和被拉起的液膜的半徑稍有不同，所以吊環(huán)法的精度稍低。

表面張力儀的應用.

3.白金板法

當感測白金板浸入到被測液體后，白金板周?chē)蜁?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。當液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達到均衡時(shí)，感測白金板就會(huì )停止向液體內部浸入。這時(shí)候，儀器的平衡感應器就會(huì )測量浸入深度，并將它轉化為液體的表面張力值。

具體測試過(guò)程中，白金板法的測試步驟為：

(1)將白金板浸入液體內；

(2)在浸入狀態(tài)下，由感應器感測平衡值；

(3)將感應到的平衡值轉化為表面張力值，并顯示出來(lái)。

4.懸滴法

懸滴法實(shí)質(zhì)上是滴外形法的一種。滴外形法是根據液滴的外形來(lái)測定表面張力和接觸角的方法，既有懸滴法又有躺滴法。

5.旋滴法

在樣品管中裝入高密度的液體，再加入少量低密度液體，密閉后，將其置于旋滴儀中使其以X角速度旋轉。在離心力、重力及表面張力作用下，低密度液體在高密度液體中形成圓柱形液滴。

表面張力儀的應用

表面張力儀適用于油水的界面測試。應用于油漆、涂料行業(yè)；農藥，電鍍行業(yè)；化妝品，食品行業(yè)；水處理，電力行業(yè)；生物工程，各大專(zhuān)院校等行業(yè)。