表面张力的测定
表面张力的测量方法
表面张力的测量方法英才学院 1236305 张雍淋 6121810519液体表面张力测量在化学、医药、生物工程等领域具有重要意义, 根据液体表面张力的大小可以确定表面活性并计算表面活性剂在溶液表面的吸附量;在合金液体体系中,借助于表面张力还可以评价金相组织及孕育效果等重要参数。
目前,测量液体表面张力系数有毛细上升法、最大气泡压力法、液滴法等。
1. 毛细上升法这个方法,研究的比较早,在理论和实际上都比较成熟。
如图 1所示,干净的毛细管浸入液体内部时,如果液体间的分子力小于液体与管壁间的附着力,则液体表面呈凹形。
此时表面张力产生的附加力为向上的拉力,并使毛细管内的液面上升, 直到液柱的重力与表面张 力相平衡。
图 1212cos ()g r r gh πσθπρρ=-1()2cos g ghrρρσθ-=其中:σ—液体的表面张力;r-毛细管的内径;θ-接触角;ρ1ρ-液体和气体的密度;h-液柱的高度;g-当地的重力加速度。
在和g实际应用中一般用透明的玻璃管,如果玻璃被液体完全润湿,可以近似的认为θ= 0。
毛细上升法是测定表面张力最准确的一种方法,国际上也一直用此方法测得的数据作为标准。
应用此方法时,要注意选择管径均匀, 透明干净的毛细管,并对毛细管直径进行仔细的标定;毛细管要经过仔细彻底的清洗,毛细管浸入液体时要与液面垂直。
2.最大气泡压力法如图 2 所示,向插入液体的毛细管轻轻的吹入惰性气体(如N2等)。
如果选用的毛细管半径很小,在管口形成的气泡基本上是球形的。
并且当气泡为半球时,球的半径最小等于毛细管半径 r ;在其前后曲率半径都比r大,如图2 所示。
当气泡为半球时,泡内的压力最大,管内外最大压差可由差压计测量得到。
图2由于毛细管口位于液面下一定位置,气泡内外最大压差P ∆应该等于差压计的读数减去毛细管端面液位静压值。
当气泡进一步长大,气泡内的压力逐渐减小直到气泡逸出。
利用最大压差和毛细管半径即可计算表面张力:2r P σ∆=此方法与接触角无关,装置简单,测定快速;经过适当的设计可以用于熔融金属和熔盐的表面张力测量。
表面张力的测定
1、表面张力的测定:
测定方法有用达因笔测定和达因液测定二种方法。
使用达因笔测定,须购买38、42、52三种型号规格方能满足检测要求,另外达因笔价格比较贵,且使用时间较短,仅能维持2-3个月,因其达因数会随时间延长而下降,引起检测结果偏差。
使用达因液测定,比较实用。
薄膜表面电晕处理检验方法测定液配方,见表一。
注:以上比例均为体积比
用棉球醮取测定液,涂于倾斜30度的薄膜上,留下1cm宽10cm长的液膜,如果5秒钟内液膜不收缩,则判断该薄膜达到你要测定的表面张力值,如液膜收缩很少,便仍有0.8cm宽的液膜,则判断为接近你要
测定的表面张力值,如液膜完全破裂,收缩成颗粒状或条状小于0.5cm宽度,则判断为该薄膜未达到你要测定的表面张力值。
(如下图)。
测定表面张力的方法
测定表面张力的方法一、引言表面张力是物体表面上分子间相互作用力的一种体现,是液体表面分子所受到的内聚力的结果。
测定表面张力的方法有多种,本文将介绍其中的几种常见方法。
二、测定方法1. 悬滴法悬滴法是最常见的测定表面张力的方法之一。
首先,将待测液体滴在一根细管或毛细管的顶端,使其形成一个悬滴。
然后,通过调整悬滴的大小和重力平衡,可以测量得到悬滴的直径和长度。
根据悬滴的形状和重力平衡条件,可以计算出液体的表面张力。
2. 静水压法静水压法是一种间接测定表面张力的方法。
首先,将待测液体注入一个垂直装置的细管中,使其形成一定高度的柱状液体。
然后,通过测量液柱的高度和液体的密度,可以计算出液体的表面张力。
3. 振荡法振荡法是一种利用振荡频率来间接测定表面张力的方法。
在实验中,将一根细线或细棒放在液体表面上,然后施加一个小的外力使其振动。
通过测量振动的频率和细线或细棒的质量,可以计算出液体的表面张力。
4. 粘度法粘度法是一种利用液体的粘度来测定表面张力的方法。
在实验中,将待测液体注入一个粘度计中,通过测量液体在粘度计中的流动速度和粘度计的尺寸,可以计算出液体的表面张力。
5. 破裂法破裂法是一种直接测定表面张力的方法。
在实验中,将待测液体注入一个特殊的装置中,通过增加液体的体积,最终使液体破裂。
根据液体的破裂高度和装置的几何参数,可以计算出液体的表面张力。
三、实验注意事项1. 实验环境应保持清洁,避免灰尘和杂质对实验结果的影响。
2. 实验装置应精确校准,以确保测量结果的准确性和可靠性。
3. 实验过程中应注意安全,避免液体的溅出和烫伤等意外情况的发生。
4. 不同的测定方法适用于不同类型的液体,选择合适的方法进行测定。
四、应用领域测定表面张力的方法在许多领域都有广泛的应用。
例如,在材料科学中,测定表面张力可以帮助研究材料的润湿性和涂覆性能;在生物医学领域,测定表面张力可以用于研究细胞和组织的表面特性;在化学工程中,测定表面张力可以用于优化某些化学反应的条件等。
-表面张力测定方法
2)当同时考察温度、 压力和气氛对表面张力的影 响时,悬滴法是最有效的方法之一。
式中 C为表面张力, v Q是液相与气相的密度差, g是重力加速度, h为液面上升高度, r为毛细管半径, H是固- 液接触角。只要测得液柱上升(或下降)高度和固- 液接触 角, 就可以确定液体的表面张力。
应用此法测定液体表面张力, 要求固- 液面接触角 H最好为 零。当精确测量时,需要对毛细管内液面上升高度 h进行校正。 当液面位置很 难测准时,可通过测量两根毛细管的高度差计算 表面张力,其计算公式为:
三、总结
1)在实际测量表面张力时, 可以根据要求的实 验精度、温度压力和设备的实现难易程度 来选择。当要求精度比较高时, 可以采用毛细管上升法、 最
大气泡压力法、 Wihel my吊片法, 否则可以选择 DuNouy吊环法、 悬滴法或旋滴法。当温度和压力比较高的时候,可以采用毛细管 上升法、 滴体积法、 旋滴法、悬滴法、最大气泡压力法和震荡 射流法进行测定。
h1、 h2分别为两毛细管液面上升高度, r1、r2分别为两毛细管半径。
2.最大气泡压力法
测定时将一根毛细管插入待测液体内部, 从管中缓慢地通入惰性 气体对其内的液体施以压力, 使它能在管端形成气泡逸出。当所用 的毛细管管径较小时,可以假定所产生的气泡都是球面的一部分,但 是气泡在生成及发展过程中,气泡的曲率半径将随惰性气体的压力 变化而改变,当气泡的形状恰为半球形时,气泡的曲率半径为最小,正 好等于毛细管半径。如果此时继续通入惰性气体, 气泡便会猛然胀 大,并且迅速地脱离管端逸出或突然破裂。如果在毛细管上连一个 U 型压力计, U型压力计所用的液体密度为 Q , 两液柱的高度差为v l , 那么气泡最大压力v Pmax就能通过实验测定。此时
测定表面张力的实验操作指南
测定表面张力的实验操作指南实验目的:测定液体的表面张力。
实验原理:表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力。
在液体表面,由于表面分子的自由度受到限制,分子受到的内力为向内收缩的趋势。
这种现象可以用表面张力来描述。
表面张力的测定可以通过测量液体在一定温度下液体表面凹陷或凸起的高度来进行。
根据杨氏方程,可以通过测量液体的凹陷或凸起高度来计算表面张力的数值。
实验器材:1. 试管:用于盛放液体的容器。
2. 量筒:用于测量液体的体积。
3. 针管:用于形成液体在试管内的凹陷或凸起。
4. 温度计:用于测量液体的温度。
5. 数码显微镜:用于测量凹陷或凸起的高度。
实验步骤:1. 准备工作:a. 所有器材清洗:将试管、量筒、针管等器材用去离子水进行清洗,确保无杂质干净。
b. 温度调整:将待测液体放置在恒温水浴中,使得液体温度稳定在实验所需温度。
2. 实验操作:a. 预备操作:用量筒准确地量取一定量的待测液体,并注入试管中。
b. 形成凹陷或凸起:将针管浸入试管中,先将其中的空气排出,然后再将针管插入待测液体,形成凹陷或凸起。
c. 测量凹陷或凸起的高度:使用数码显微镜,对凹陷或凸起的液面进行测量,并记录读数。
d. 温度控制:在每次测量前后,使用温度计对待测液体的温度进行测量,确保温度稳定。
3. 数据处理与计算:a. 计算表面张力:根据液体的凹陷或凸起高度数据,利用杨氏方程以及已知数据(液体密度、重力加速度等)计算表面张力。
b. 数据统计:对多次实验测得的数据进行平均,并计算测量误差。
实验注意事项:1. 液体选择:为了减小实验误差,最好选择具有较大的表面张力的液体进行实验。
2. 温度控制:确保待测液体在实验过程中温度保持稳定。
3. 器材清洗:要保证使用的器材干净,以避免干扰实验结果。
4. 液面读数:使用数码显微镜时,注意对液面的读数精度和准确性。
实验结果分析:根据实验测得的表面张力数值,可以得到不同液体表面分子间相互作用力的大小。
表面张力的测定实验报告
表面张力的测定实验报告表面张力的测定实验报告引言:表面张力是液体分子之间相互作用力的一种表现形式,是液体分子间吸引力的结果。
表面张力的测定对于研究液体性质、液滴形成和液体表面现象具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力,探究液体分子间相互作用力的差异,并了解表面张力对液体特性的影响。
实验材料与仪器:1. 三种不同液体:水、酒精、甘油2. 试管3. 滴管4. 皮尺5. 密度计实验方法:1. 实验前将试管清洗干净,以避免杂质对实验结果的影响。
2. 分别取一定量的水、酒精和甘油,注入三个试管中。
3. 将试管放在水平桌面上,注意保持试管外壁干燥。
4. 使用滴管,逐渐向试管中滴加液体,直到液体溢出试管口为止。
记录滴加液体的滴数。
5. 重复上述步骤3-4,每种液体进行三次测定,取平均值。
实验结果与数据处理:根据实验方法得到的滴加液体的滴数,可以计算出液体的表面张力。
根据液体表面张力的公式,表面张力=密度×重力加速度×滴数/滴液体积,可以得到不同液体的表面张力值。
通过对实验数据的处理,可以得到以下结论:1. 水的表面张力最大,酒精次之,甘油的表面张力最小。
这是因为水分子之间的氢键作用力较强,导致表面张力较大;酒精分子之间的作用力较弱,表面张力较水小;甘油分子之间的作用力最弱,表面张力最小。
2. 表面张力与液体的分子间相互作用力有关。
分子间相互作用力越强,表面张力越大;相反,作用力越弱,表面张力越小。
3. 表面张力对液体的性质有一定影响。
表面张力大的液体,易形成液滴,不易湿润固体表面;表面张力小的液体,不易形成液滴,易湿润固体表面。
讨论与改进:本实验通过测定不同液体的表面张力,探究液体分子间相互作用力的差异,并了解表面张力对液体特性的影响。
然而,由于实验条件的限制,实验结果可能存在一定误差。
为提高实验的准确性和可靠性,可以进行以下改进:1. 增加实验重复次数,取平均值,减小误差。
2. 使用更精确的仪器,如精密滴管和数字密度计,提高测量的准确性。
化学物质的表面张力测定
化学物质的表面张力测定正文:化学物质的表面张力测定化学物质的表面张力是指液体表面上分子间存在的一个相互作用力,它是液体表面在静平衡状态下能够抵抗外界压力的能力。
表面张力的测定对于许多化学领域具有重要意义,包括生物化学、材料科学等领域。
本文将介绍几种常见的测定表面张力的方法。
一、杜瓦诺等法杜瓦诺等法是一种常用的表面张力测定方法。
该方法利用杜瓦诺等方程,通过测量液滴的形状来计算表面张力。
首先,将待测液体滴入一容器中,使其形成一滴悬挂在容器口的液滴。
然后,通过变化容器口的尺寸,观察液滴的形状变化。
根据杜瓦诺等方程,可以推导出液滴的形状与表面张力间的关系。
通过测量液滴的形状参数,如直径和接触角等,可以计算出表面张力的数值。
二、浮力法浮力法是另一种常用的表面张力测定方法。
该方法利用浸泡在液体中的物体所受的浮力与表面张力的平衡关系来测定表面张力。
测定过程中,首先选取一个小而轻的物体,如铂经纬仪丝,将其浸入待测液体中。
通过测量物体在液面上浸没的深度,可以推导出物体所受的浮力大小。
由于物体所受的浮力与液体的表面张力之间存在着平衡关系,因此可以通过测量浸没深度来计算表面张力的数值。
三、气泡法气泡法是一种间接测定表面张力的方法,适用于较粘稠的液体。
该方法利用气泡在液体中的上升速度与表面张力的关系来测定表面张力。
测定过程中,首先要制备一个气泡发生器,使其能够稳定的产生气泡。
然后,将气泡放入待测液体中,观察气泡在液体中的上升速度。
通过测量上升速度,可以计算出表面张力的数值。
四、滴定法滴定法是一种基于液体的表面张力与溶液浓度的关系来测定表面张力的方法。
测定过程中,首先需要通过稀释液体,制备一系列不同浓度的溶液。
然后,利用滴定仪器将不同浓度的溶液滴入一容器中。
通过观察滴液在容器表面的扩散速度,可以判断液体表面张力的大小。
根据溶液浓度与表面张力的关系,可以计算出表面张力的数值。
总结:以上所介绍的几种方法是常用的测定化学物质表面张力的方法。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告表面张力系数的测定实验报告引言:表面张力是液体分子间相互作用力的结果,是液体表面上分子间吸引力导致的。
表面张力系数是表征液体表面张力大小的物理量,它的测定对于了解液体的性质和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力系数,探究不同因素对表面张力的影响。
实验材料和仪器:1. 不同液体:水、酒精、植物油、肥皂水2. 试管3. 量筒4. 玻璃片5. 温度计6. 天平实验步骤:1. 准备工作:a. 清洗试管和玻璃片,确保无杂质。
b. 用量筒分别量取不同液体,并标记。
c. 将试管倒立放置,待液体静置后,取出液体。
2. 测定液体的质量:a. 使用天平称量试管,记录质量。
b. 将试管放入装有液体的容器中,使其完全浸没,待液体附着在试管壁上。
3. 测定液体的体积:a. 使用量筒将液体倒入试管中,记录体积。
b. 测量液体的温度,并记录。
4. 计算表面张力系数:a. 根据试管的质量和体积,计算液体的质量和体积。
b. 使用公式:表面张力系数 = (液体的质量× 重力加速度) / (液体的体积× 2 × 玻璃片的宽度) 计算表面张力系数。
实验结果和讨论:通过实验测得不同液体的表面张力系数如下:1. 水:0.072 N/m2. 酒精:0.022 N/m3. 植物油:0.034 N/m4. 肥皂水:0.045 N/m从实验结果可以看出,不同液体的表面张力系数存在差异。
水的表面张力系数最大,这是因为水分子间的氢键作用力较强,导致水具有较高的表面张力。
酒精的表面张力系数最小,这是因为酒精分子间的相互作用力较弱,导致酒精具有较低的表面张力。
此外,实验中还发现表面张力系数与温度有关。
随着温度的升高,液体分子的热运动增强,分子间的相互作用力减弱,表面张力系数也会减小。
这可以解释为什么水在高温下表面张力会降低。
结论:通过本实验的测定,我们了解到不同液体的表面张力系数差异,并发现表面张力系数与液体分子间的相互作用力和温度有关。
表面张力的测定
显然,在气泡形成过程中,气泡半径由大变小, 再由小变大,而压力差ΔP则由小变大,然后再 由大变小。当气泡半径r等于毛细管半径R时,压 力差达到最大值ΔPmax。
Pmax
2 R
c. 通过测定R和∆Pmax,可求得液体的表面张力。
d.由于毛细管的半径较小,直接测量R误差较大。通常 用一已知表面张力为的液体(如水、甘油等)作为参考液 体,在相同的实验条件下,测得相应最大压力差为 ∆Pmax,0。本实验中选择蒸馏水作为参考物。
b.由吉布斯吸附等温式可看出,只要测得某—温度下不 同浓度溶液的表面张力,以σ~ c作图,在σ~ c的曲线上 作不同浓度下的切线,可获得不同浓度所对应的斜率, 即可求出不同浓度时气一液界面上的吸附量Γ。
3.最大气泡法
2 P r
4.最大气泡法
测定表面张力的方法有许多种 :毛细管上升法,环法, 滴体积法, 最大压力气泡法 等。 a.当玻璃毛细管一端与液体接触,并往毛细管内加压 时,可以在液面的毛细管口处形成气泡。 b. 设气泡在形成过程中始终保持球形,则气泡内外的压 力差(即施加于气泡的附加压力)∆P与气泡的半径r 、液 体表面张力σ之间的关系可由拉普拉斯公式表示。
R P kP 2
三.实验仪器与药品
仪器:超级恒温槽,表面张力测定实验装置,
阿贝折射仪。 试剂:蒸馏水,系列乙醇溶液 。
四.实验步骤
1. 管中装入一定量的参考液体(去离子水),按图接好管 路,调节毛细管高度,使毛细管管口处于刚好接触溶 液表面的位置,并将超级恒温槽调节至25.0 ± 0.1℃ 或30.0 ± 0.1℃。 2. 待溶液恒温十分钟后,通过活塞来调节水滴滴入瓶 中的速度,使气泡从毛细管口逸出,速度控制在每分 钟5~15个。记录微压差仪读数,得ΔP max,0 。(要求至 少测定三次,然后取平均值) 3. 同上1~7号乙醇溶液的∆Pmax。 4.测定1~7号乙醇溶液的的折射率。
表面张力常用测定方法
表面张力常用测定方法摘要本文介绍了常见的几种测定表面张力的方法,最大气泡压力法、包括毛细管上升法、吊环法/吊片法、悬滴法、滴重法/滴体积法。
关键词表面张力;最大气泡压力法;毛细管上升法;吊环法/吊片法;滴重法/滴体积法;悬滴法。
1最大气泡压力法[1]把毛细管捅入液体中,鼓入气体形成气泡,压力升高到一定值时气泡破裂,此最大压差值与表面张力有关,因此也称最大压力法。
此法设备简单,操作方便,但气泡不断生成可能扰动液面平衡,改变液体表面温度,因而要控制气泡形成速度,在实际操作中常用的是单泡法。
计算式:γ=p m /(2R)式中p m为最大压力;R为毛细孔半径。
2毛细管高度法毛细管插入液体后,按静力学关系,液体在毛细管内将上升一定高度,此高度与表面张力值有关。
本法理论完整,方法简单,有足够的精确度,是重要的测定方法。
欲得准确结果,应注意:(a)要求毛细管内径均匀; (b)液体与毛细管的接触角必须是零; (c)基准液面应足够大,一般认为直径应在10 c m以上液面才能看作平表面; (d)要校正毛细管内弯曲面上液体质量。
计算式:γ=RΔρg(h+r/3)/2式中,R为毛细管的滴头半径;Δρ为界面两相的密度差;g为重力加速度。
3拉环法把一圆环从液体表面拉出时最大拉力与圆环的内外半径可决定表面张力。
本法属经验力法,但设备简单,比较常用,要求接触角为零,环必须保持水平。
其计算式为:γ=PF/(4πR)式中,R为环的平均半径,P为由环法测定的拉力;F为校正因子。
4吊片法用打毛的铂片,测定当片的底边平行液面并刚好接触液面时的拉力,由此可算出表面张力,此法具有完全平衡的特点。
这是最常用的实验方法之一,设备简单,操作方便,不需要密度数据,也不要作任何校正。
它的要求是液体必须很好润湿吊片,保持接触角为零,测定容器足够大。
其计算式为γ=P/2(ι+d)式中,ι和d分别是吊片的宽度和厚度,由于吊片很薄,d可忽略不计,即γ=P/2ι5悬滴法[2]悬滴法实质上是滴外形法的一种。
表面张力测定方法
测定表面张力有以下几种方法。
(1)表面张力法表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定,无机离子的存在也不影响测定结果。
在表面活性剂浓度较低时,随着浓度的增加,溶液的表面张力急剧下降,当到达临界胶束浓度时,表面张力的下降则很缓慢或停止。
以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图,曲线转折点相对应的浓度即为CMC。
如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时,溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显,但出现一个最低值(图2—15)。
这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。
(2)电导法本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定,以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图,曲线的转折点即CMC。
溶液中若含有无机离子时,方法的灵敏度大大下降。
(3)光散射法光线通过表面活性剂溶液时,如果溶液中有胶束粒子存在,则一部分光线将被胶束粒子所散射,因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。
以溶液浊度对表面活性剂浓度作图,在到达CMC时,浊度将急剧上升,因此曲线转折点即为CMC。
利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径),推测其缔合数等。
但测定时应注意环境的洁净,避免灰尘的污染。
(4)染料法一些有机染料在被胶团增溶时。
其吸收光谱与未增溶时发生明显改变,例如频那氰醇溶液为紫红色,被表面活性剂增溶后成为蓝色。
所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料,然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。
采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。
对于阴离子表面活性剂,常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G;阳离子表面活性剂可用曙红或荧光黄;非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。
采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性,尤其对CMC 较小的表面活性剂的影响更大,另外,当表面活性剂中含有无机盐及醇时,测定结果也不甚准确。
表面张力测定实验报告
表面张力测定实验报告表面张力测定实验报告引言:表面张力是液体表面因内聚力而产生的一种特性。
它是液体分子间相互作用力的结果,对于理解液体的性质和应用有着重要的意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力,探究其与温度、溶质浓度的关系,以及了解表面张力在生活和工业中的应用。
实验原理:表面张力的测定可以通过测量液体在平衡状态下液体与气体的接触角来实现。
接触角是液体与固体或气体交界面上所形成的一个角度,它与表面张力有关。
当接触角越小,液体与固体或气体的相互作用力越强,表面张力也就越大。
实验步骤:1. 实验前准备:a. 准备所需的实验器材和试剂,包括测量接触角的仪器、不同液体样品和测量温度的装置。
b. 将实验器材进行清洗和消毒,确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 测定液体的表面张力:a. 将待测液体倒入测量接触角的仪器中,使其形成一个液滴。
b. 通过调节仪器,使液滴与仪器上的标尺平行,并记录液滴的直径。
c. 观察液滴与仪器上的标尺之间的接触角,并记录下来。
d. 重复以上步骤,测量不同液体的表面张力。
3. 探究表面张力与温度的关系:a. 将同一种液体分别加热和冷却至不同温度。
b. 重复步骤2,测量不同温度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果,观察表面张力是否随温度的变化而变化。
4. 探究表面张力与溶质浓度的关系:a. 在同一种液体中加入不同浓度的溶质,如盐或糖。
b. 重复步骤2,测量不同溶质浓度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果,观察表面张力是否随溶质浓度的变化而变化。
实验结果与讨论:通过实验测量得到的表面张力数据可以用于计算液体的相对分子质量等相关参数。
实验结果显示,不同液体的表面张力存在差异,这与液体分子间相互作用力的不同有关。
此外,实验结果还表明,表面张力随着温度的升高而减小,这可能是因为温度升高会增加液体分子的热运动,使其分子间的相互作用力减弱。
另外,实验结果还显示,溶质浓度的增加会导致表面张力的降低,这可能是因为溶质的存在会干扰液体分子间的相互作用力。
表面张力的测量方法
表面张力的测量方法液体表面张力测量在化学、医药、生物工程等领域具有重要意义, 根据液体表面张力的大小可以确定表面活性并计算表面活性剂在溶液表面的吸附量;在合金液体体系中,借助于表面张力还可以评价金相组织及孕育效果等重要参数。
目前,测量液体表面张力系数有毛细上升法、最大气泡压力法、液滴法等。
1. 毛细上升法这个方法,研究的比较早,在理论和实际上都比较成熟。
如图 1所示,干净的毛细管浸入液体内部时,如果液体间的分子力小于液体与管壁间的附着力,则液体表面呈凹形。
此时表面张力产生的附加力为向上的拉力,并使毛细管内的液面上升, 直到液柱的重力与表面张 力相平衡。
图 1其中:σ—液体的表面张力;r-毛细管的内径;θ-接触角;1ρ和g ρ-液体和气体的密度;h-液柱的高度;g-当地的重力加速度。
在实际应用中一般用透明的玻璃管,如果玻璃被液体完全润湿,可以近似的认为θ= 0。
毛细上升法是测定表面张力最准确的一种方法,国际上也一直用此方法测得的数据作为标准。
应用此方法时,要注意选择管径均匀, 透明干净的毛细管,并对毛细管直径进行仔细的标定;毛细管要经过仔细彻底的清洗,毛细管浸入液体时要与液面垂直。
2. 最大气泡压力法如图 2 所示,向插入液体的毛细管轻轻的吹入惰性气体(如2N 等)。
如果选用的毛细管半径很小,在管口形成的气泡基本上是球形的。
并且当气泡为半球时,球的半径最小等于毛细管半径 r ;在其前后曲率半径都比r大,如图2 所示。
当气泡为半球时,泡内的压力最大,管内外最大压差可由差压计测量得到。
图 2由于毛细管口位于液面下一定位置,气泡内外最大压差P∆应该等于差压计的读数减去毛细管端面液位静压值。
当气泡进一步长大,气泡内的压力逐渐减小直到气泡逸出。
利用最大压差和毛细管半径即可计算表面张力: 此方法与接触角无关,装置简单,测定快速;经过适当的设计可以用于熔融金属和熔盐的表面张力测量。
气泡的生成速度以每秒钟一个为宜,如果选用管径较大,气泡不能近似为球形,则必须进行修正,可以用标准液体对仪器常数进行标定。
测定表面张力的方法
测定表面张力的方法
测定表面张力的常用方法有以下几种:
1. 杜瓦廉法(Du Noüy ring method):在液体表面放置一个环,逐渐提高环的重力直到液体将其从液体表面拉开。
测量液体在环被拉开前所产生的最大力,根据公式计算表面张力。
2. 杜瓦廉-拉-皮雷法(Du Noüy ring-plate method):在液体表
面放置一个与液面几乎平行的平板,通过逐渐向下拉平板直到液体从平板上脱落,测量液体在平板上拉开前所产生的最大力,并计算表面张力。
3. 泰普拉-比尔法(Trapezoid drop weight method):将液体滴
在两个斜面之间的凹槽中,测量液滴从凹槽中滑落时凹槽受到的力。
根据公式计算表面张力。
4. 针管法(Capillary rise method):将细长的毛细管(例如玻
璃管)插入液体中,测量液体在毛细管中上升的高度。
根据公式计算表面张力。
5. 悬滴法(Drop weight method):将一定量的液体悬挂在一
个称重的导管末端,然后逐渐增加导管的负重,测量液滴离开导管末端的最大负荷。
根据公式计算表面张力。
以上方法各有利弊,根据具体实验要求和实验条件选择合适的方法进行表面张力的测定。
表面张力测量标准方法
表面张力测量标准方法表面张力测量标准方法引言表面张力是液体表面不屈服于外部作用力下的抵抗能力,是液体界面现象中的重要参数之一。
准确测量表面张力有助于了解液体的特性,以及在不同应用领域中的应用。
本文将介绍一些常用的表面张力测量标准方法。
方法一:测量融合点•使用差显显微镜对两个液体滴在一起时的形态变化进行观察,当两个液滴融合成一个时,即表示液滴之间的表面张力为零。
•通过测量融合时间,可以计算出表面张力的大小。
方法二:比重法1.在一个圆筒中,加入待测液体和参考液体。
2.观察两个液体的交界面,并调整液体高度,使其达到平衡状态。
3.通过比较待测液体与参考液体的密度差异,计算出表面张力。
方法三:悬滴法1.将待测液体滴在一块平板上。
2.通过观察滴在平板上的液滴的形态,测定液滴的接触角。
3.通过接触角与表面张力之间的关系,计算出表面张力。
方法四:NPL标准法1.使用一个NPL标准样品进行实验。
2.将待测液体放置在一个表面张力计中。
3.通过比较待测液体与标准样品的表面张力值,计算出待测液体的表面张力。
方法五:破裂法1.将待测液体注入一个导管中,使其形成一定长度的液柱。
2.增加液柱的长度,直到液柱因表面张力无法继续支撑而破裂。
3.测量液柱的长度和破裂时间,通过计算可以得出表面张力。
方法六:气垫法1.将待测液体放置在一个特定形状的容器中。
2.通过向容器中注入空气,形成一个气垫。
3.测量气垫的形状变化,通过计算可以得出表面张力。
方法七:石田方法1.在一根附有标度的细管中,注入待测液体。
2.将细管中液体的一端放置在石田方法仪器上。
3.通过测量液体的升高高度,计算出表面张力。
结论以上介绍了几种常用的表面张力测量标准方法,包括测量融合点、比重法、悬滴法、NPL标准法、破裂法、气垫法和石田方法。
不同的方法适用于不同的实验条件和需求,实验者可以根据具体情况选择合适的方法进行表面张力的测量。
这些方法的应用有助于深入研究液体的界面现象,并在科学研究和工业应用中发挥重要作用。
表面张力测试方法
表面张力测试方法表面张力是指液体表面受到的内聚力所产生的一种特性,它对液体的性质和行为有着重要的影响。
在工业生产和科学研究中,对液体的表面张力进行测试是非常重要的。
本文将介绍几种常用的表面张力测试方法,以便读者能够更好地了解和掌握这一领域的知识。
一、悬滴法。
悬滴法是一种简单而直观的表面张力测试方法。
其原理是利用液体表面张力使得悬挂的液滴呈球形,通过测量悬挂液滴的直径和重量,可以计算出液体的表面张力。
这种方法不需要复杂的仪器设备,只需一些基本的实验器材即可进行测试,因此被广泛应用于实验室和教学实践中。
二、浸渍法。
浸渍法是一种常用的表面张力测试方法,它利用固体材料在液体中的浸渍现象来测量液体的表面张力。
通过观察固体材料在液体中的表面张力效应,可以间接推断出液体的表面张力大小。
这种方法适用于一些特殊的液体,例如高粘度或腐蚀性液体,同时也可以用于测定液体的界面活性剂含量。
三、悬浮法。
悬浮法是一种通过悬浮固体颗粒在液体表面上的方法来测定液体表面张力的测试方法。
在这种方法中,固体颗粒被轻轻地撒在液体表面上,然后观察颗粒的行为,根据颗粒在液体表面上的受力情况,可以计算出液体的表面张力。
这种方法适用于一些特殊的液体,例如高粘度或腐蚀性液体,同时也可以用于测定液体的界面活性剂含量。
四、压陷法。
压陷法是一种通过在液体表面上施加外力来测定液体表面张力的测试方法。
在这种方法中,通过在液体表面上轻轻地放置一块固体材料,观察固体材料对液体表面的压陷情况,可以计算出液体的表面张力。
这种方法适用于一些特殊的液体,例如高粘度或腐蚀性液体,同时也可以用于测定液体的界面活性剂含量。
在实际的工程应用中,我们可以根据具体的需求选择合适的表面张力测试方法,以便更准确地测定液体的表面张力。
同时,我们也可以结合不同的测试方法,以获得更加全面和准确的测试结果。
希望本文介绍的表面张力测试方法能够对您有所帮助,谢谢阅读!以上就是本文的全部内容,希望对您有所帮助。
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吊片法的测量原理及方法
由于θ难于测准,一般先将吊片加 工成表面粗糙,并处理的非常洁净, 使吊片被液体湿润,接触角θ→0 cosθ→1如图所示,同时t和l相比 非常小,可忽略不计,则上式变为:
吊片受力分析示意图
由此式可将表面张力值的准确率提升1%
吊片法测量小结
优点: 它具有完全平衡的特点。这是常用的实验方法之一, 且简单,操作方便,不需要密度数据,直观可靠,不仅 可用于测定气液表面张力,也可用于测定液液界面张力。 精确度可达到0.11 mNm-1。
缺点: (1)要求是液体必须很好地湿润薄片,保持接触角零; (2)需要标准物质校正浮力; (3)测定容器需要足够大; (4)不适合高温高压和深颜色液体的测定; (5)清洁程序复杂; (6)测定时稳定慢,不适合及时测量 该法也可用于测定油/水界面张力,方法是在水层上加油,即用 油取代液体上面的空气,形成油/水界面,然后将吊片放到界面 以下再拉起。需要注意的是油层应足够厚,以保证在拉起液膜时 吊片边缘不露出油层
吊片法的测量原理及方法
Wihelmy 吊片法又称吊板法,如图所示,采用盖玻片、云母片、滤 纸或铝箔竖平板插入液体,使其底边与液面接触,测定吊片脱离液 体所需的表面张力相抗衡的最大张力F,也可将液面缓慢地上升至 刚好与吊片接触,由此可知:
其中,F为砝码的重量,G为吊片的重量,l为吊片的宽度,t为吊片 的厚度,θ为接触角。
谢谢观赏
表面张力的测定 ——吊片法
组员:刘玲 刘晓彬 刘兴鹏
吊片法的测量原理及方法
在液体表面膜中,存在着使液体表面积缩小的力,称为表面张 力。表面张力永远和液体表面相切。液体分子间的力引起净吸 引力,而净吸引力引起表面张力。液体表面上的分子受到的净 吸力是作用于单位长度上的力。这一原理可直接用于表面 张力的测量。