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表面张力的测定方法有哪些?

来源:分析测试百科网 浏览 828 次 发布时间:2022-10-08

一、 测定方法

液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。

静态法,有毛细管上升法、DuNouy吊环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。Wilhelmy 盘法,最大气泡压力法,振荡射流法可以用来测定动态表面张力。


静态法测定表面张力


1、 滴重法

滴重法也叫做滴体积法,这种反分法比较精确而且简便。其基本原理是:自一毛细管滴头滴下液体时,液滴的大小与液体的表面张力有关,即表面张力越大,滴下的液滴也越大,二者存在关系式:

W=2πRγf (1)

γ=W/(2πRf} (2)

式中,W为液滴的重量;

R为毛细管的滴头半径,其值的大小由测量仪器决定;

f为校正系数。一般实验室中测定液滴体积更为方便,

因此式(2)又可写为:

γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3)

式中,V为液滴体积;ρ为液体的密度;f为校正因子。

对于特定的测量仪器和被测液体,R和ρ是固定的,在测量过程中,只要测出数滴液体的体积, 就可计算出该液体的表面张力。


2、毛细管上升法

将一支毛细管插入液体中,液体将沿毛细管上升,升到一定高度后,毛细管内外液体将达到平衡状态,液体就不再上升了。此时,液面对液体所施加的向上的拉力与液体总向下的力相等。则

γ=1/2 ρl−ρg ghrcosθ (1)

式中γ为表面张力;r为毛细管的半径;h为毛细管中液面上升的高度;ρl为测量液体的密度;ρg为气体的密度(空气和蒸气;g为当地的重力加速度;θ为液体与管壁的接触角。若毛细管管径很小,而且θ=0时,则上式(1)可简化为

γ=12ρghr (2)