什么是表面张力?如何用表面张力仪测量液体表面张力?测试的方法有几种?技术人员又如何选择表面张力仪?本文一一回答。

什么是表面张力?

众所周知,我们可以根据分子间的互相吸引力来解释液体的性质。这种分子间的吸引力就被称之为分子内聚力或称范德华力。而表面张力、界面张力以及相类似的现象就是用来解释分子内聚力的基本物理现象。

具体来说,构成液体的分子在表面上所受的力与本体内的会不相同。在本体内的分子所受的力是对称的、平衡的。而在表面上的分子,受本体内分子吸引而无反向的平衡力。这就是说,它受到的是拉入本体内的力。也就是说,力图将表面积缩小,使这种不平衡的状态趋向平衡状态。热力学的说法是:要将这体系的表面能降至最小,这个力就称为“表面张力”,

也说是单位面积上的自由能( J/m 2 ),也就是形成或扩张单位面积的界面所需的最低能量。

它的数值和表面张力( N/m )一致。由于习惯,常用表面张力表示表面自由能,它对液体表面的物理化学现象起着至关重要的作用。在日常生活中,早晨荷叶上的露珠、杯子中的弧形水面等均为表面张力现象。

表面张力仪读数为什么要进行校正(表面张力仪测量原理)(1)

表面张力原理

表面张力仪测量方法

表面张力仪,是一种专门用于测量液体表面张力值的测量仪器,主要通过铂金板法、铂金环法、大气泡法、悬滴法、滴体积法以及滴重法等原理,实现的液体表面张力值的测量。此外,利用软件技术,它可测得随时间变化而变化的表面张力值。

表面张力仪根据测试原理的不同可分为三种:铂金环法、铂金板法和大气泡法。

1、铂金环法

铂金环是用直径0.37mm的铂金丝做成周长为60mm的环,测试时先将铂金环浸入液面(或二种不相混合的界面)下2-3mm,然后再慢慢将铂金环向上提,环与液面会形成一个膜。膜对铂金环会有一个向下拉的力,测量整个铂金环上提过程中膜对环的所作用的大力值,再换算成真正的表面(界面)张力值。由于铂金环法测试起来比较麻烦,测试误差也比较大,已迅速被铂金板法所取代。

表面张力仪读数为什么要进行校正(表面张力仪测量原理)(2)

铂金环法表面张力仪原理

2、铂金板法

当感测到铂金板浸入到被测液体后,铂金板周围就会受到表面张力的作用,液体的表面张力会将铂金尽量的往下拉。当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时,感测铂金板就会停止向液体内部浸入。这时候,仪器的平衡感应器就会测量浸入深度,并将它转化为液体的表面张力值。

表面张力仪读数为什么要进行校正(表面张力仪测量原理)(3)

铂金板法表面张力仪原理

3、气泡法

气泡在压力下出自不同直径的两支玻璃管口,在液体里大压力差产生的气泡直接与表面张力是成正比例的。表面活性剂内含的活性分子的表面张力变化便需要用大气泡压力法去测量。气泡形成时,根据速度的改变所得到的数据,便可作为研究表面活性剂的活跃分子扩散时间,即是动态表面张力测量方法。

如何选择表面张力仪?

用户通常忽略表面张力仪的购买考虑。一般来说,大多数用户只考虑价格而忽略其他因素。事实上,在购买表面张力仪时也有很多因素需要注意。

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不同类型表面张力仪

(1) 主要应用程序是什么?它是测试固体材料还是液体材料?

(2) 你测试油水界面张力值吗?

(3) 它是微乳液系统吗?

(4) 它是否含有表面活性剂?它包括阳离子表面活性剂吗?

(5) 样品是否有粘度?最大粘度是多少?

(6) 是否有必要测试表面活性剂的动态吸附,所需的准确度是多少?或者动态表面张力值的吸附反应时间精度和平衡表面张力时间。

(7) 有必要控制温度吗?表面张力值将随温度变化而变化。

(8) 是否需要在真空或高压条件下进行测量?

(9) 你了解表面张力的主要测试原理吗?

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全自动表面张力仪

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