表面张力系数测定方法综述

表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面张力系数测定方法综述 表面力定方法述张张张张张张张张 摘要,本文主要述了几表面力定的方法阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 关关关,滴重法毛管上升法 阐 阐 阐阐阐 法吊片法最大气泡力法 滴外形法 前言, 表面 阐力,是液体表面阐由于分子引力不均衡而生的沿阐阐阐阐表面作用于任一界上的力。通常,由于境不阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐同,于界面的分子与于相本体内的分阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周水分子阐阐阐阐的作用力的合力阐0,但在表面的一个水分子却不如此。因上空阐阐阐气相分子它的吸引力小于内部液相分子阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 它的吸引力,所以分子所受合力不等于零,其合力方向垂直阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐指向液体内部,果致液体表面具有自小的,阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐收力称表面力。下面介几定表面力的方法 滴重法 当液体在滴重阐(滴重市售商品名屈氏粘力管阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐)口挂尚未下阐阐阐阐阐滴:阐阐 r:若液体湿毛管外半径,若不湿使阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐用内半径。 阐: 液体的表面力。阐阐阐 m:液滴量阐阐(一滴液体)。 2g,重力加速度,当采用厘米.克.秒制阐阐 981cm,S 但从察可知,量液滴并未全部落下,阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 有部分收回去,故需上式行校正:阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 m’阐阐阐滴下的滴液体量每(用分析天平称量)。 1/3f称哈金斯校正因子,它是阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐r,v的函数,v是滴液体的体,每阐阐可由滴液体的量除液体密度得到。在上式中每阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐r和f是未知数,可采用已知表面力的液体，如蒸水,做,采用迭代法得到:阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐每滴水量m’,体阐阐v,先用游卡尺量出滴重管端的外直径阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 1/3D,可得半径r,用r作初,求得阐阐阐阐r/ v,哈金斯校正阐阐阐阐阐阐000 因子表，插法,得阐阐阐阐f,用水的表面力阐阐阐和f代入11 , 1/3求的第一次迭代果阐阐r,再由r/ v阐表得f再代入:112 , 1/3求得第二次迭代阐r,同法再由r/ v代入表求阐阐阐f,反迭阐阐阐阐阐223 代直至相两次迭代的相差:?，阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐r-r,/ r ?eps ?，eps i-1ii 表示所需精度,如1‰,的阐阐阐r就是要求的果,在滴重管阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐上的上,半径就定好了。阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 1/3求得半径r后,待液体只要得阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐滴品重和密度,就可由每r/ v阐表得f,由: 就可求得品的表面力。阐阐阐阐阐阐阐阐 哈金斯校正因子表 1,31,31,3r,V fr,V fr,V f 0.00 1.0000 0.75 0.6032 1.325 0.656 0.30 0.7256 0.39 0.6000 1.35 0.652 0.3～ 0.7011 0.85 0.5993 1.30 0.640 0.40 0.6828 0.90 0.5999 1.35 0.623 0.45 0.6669 0.95 0.6034 1.40 0.603 0.50 0.6515 1.00 0. 6098 1.45 0.593 0.55 0.6362 1.25 0.6179 1.50 0.567 0.60 0.6250 1.10 0.6280 1.55 0.551 0.65 0. 6171 1. 15 0.6497 1.60 0.535 0.70 0.6093 1.30 0.6535 阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐水的表面力最大泡法,水和酒精的密 度数据恒温技与粘度。阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 张张张器与品 屈氏粘力管一根。液体比重用比重瓶一个。阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 游卡尺一根，公用,。阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐50ml和100ml阐杯各一个。酒精,表面活性溶液，阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐一个,室好号,。每 张张张步 1.用游卡尺量滴重的外半径。量酒精阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 从上刻度到下刻度滴下液滴的量阐阐阐W和滴数n。,算出滴酒精的每 重量。 2.剩余的酒精倒入回收瓶,烘干滴重,冷却后同法量阐阐阐阐阐阐阐阐阐 阐阐阐阐水的从上刻度到下刻度的量W和滴数n。迭代法求得滴重阐的半径。把多余的蒸水倒掉,阐阐阐阐阐 3.把滴重用待溶液，品,洗数次后,用阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 此溶液量从上刻度到下刻度滴下液滴的量阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐W和滴数n。算阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐待表面活性溶液的表面力。 4.阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐量此待溶液的比重，方法后附中比重瓶法, 毛关管上升法 如关～一关关的半关 将径r 的均毛关管入能关关毛关管的液中～关匀插湿体 由于表面关力所引起的附加关力～ 使液柱上升～平衡关～附加关力将达 与液柱所形成的关力大小相等～方向相反, (12-37) 式中 h 关平衡关液柱高度～达g 关重力加速度～Δρ,ρ液 ρ;ρ 关密度,。由关中可以看出～曲率半 径r 毛关管半 与径R 气 以及接角 触θ 之关存在着如下关系～ 以之代入式;12-37,, (12-38) ,0～Cos,1～ , 关 若接角 触θθΔρρ液 (12-39)从式;12-39,可关～若 R 已知～由平衡液柱上升高度可关出液表体面关力。若接角不关零～关关用公式;触12-38,。但由于目前接角触θ的关量准度关关以关足准关定表面关力的要求～因此～关法一般不用于确确 关定接角不关零的液表面关力。 触体 若考关到关液面的修正～常用公式关, 弯 (12-40)毛关管上升法理关完整～方法关关～有足关的关量精度。关用此法关除了要有足关的恒精度和有足关精度的关高关外～关关注意关关均的毛关管温内径匀。最大泡关法 最大气泡法定乙醇水溶液的表面力,其阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 装置和原理如所示。阐阐阐阐 将体装玻与被关液于关定管中～使璃管下端毛关管端面液面正好相切～液面沿毛关管上升。打关抽的活塞关关放水抽～关关定管中的关力关气瓶气 逐关小～毛关管中关力减p就管中液面关至管口～形成泡～其会将并气0 曲率半由大而小～直至恰好等于毛关管半径径r～根据拉普拉斯(Laplace)公式～关关能承受的关力差也最大,随气将气径气后大关力把此泡关出管口～曲率半再次增大～因此泡表面膜所能承受的关力差必然少～关关上关定管中的关力差却在关一步加减 大～所以立关致泡的破裂。最大关力差可通关字关力关关得。即气数 用同一根毛关管分关关定具有不同表面关力的溶液关～可得下列关系 σ1 =r/2ΔP1 σ2 =r/2ΔP2 σ1 = K ΔP 关器关关与　 关器,表面关力关定置装1套～恒水浴温1套～阿关折射关1台～洗耳球1～ 个200mL关杯1只　 关关,乙醇(分析关)　 关关容内 1、配制溶液 用重法粗略配制称 5,～10,～15,～20,～25,～30,～35,～40,80,的乙醇水 溶液待用。 2、关定关器常数 关关恒槽度关温温25?。关器关洗关干关～在关定管中注入蒸关水～使管将真 内与触温内温液面关好毛关管口相接～置于恒水浴恒10min。注意使 毛关管保持垂直注意液面位置～然后按关并C接好系关。慢慢打关抽气瓶气活塞～关行关定。注意泡形成的速度关保持关定～通常以每分关关8,12泡关宜。关关个气U型关力关关最高和最低关各两数3次～求出平均关。3、关定醇溶液的表面关力 以不同关度的乙醇或正丁醇溶液关行关量。稀到关依次关行。每次关量从 前必关用少量被关液洗关关定管～尤其是毛关管部分～保毛关管外溶确内液的关度一致。 4、乙醇系列溶液的折光率关定 乙醇水溶液的准关度～用阿关折射关定。阿关折射关的使用方法～确来确 关关上篇。　 吊关法 是厂企常用方法。器有商品供,阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 量的平衡性能不太好,器本身缺乏恒温装置,阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐量果和其它方法差大,其点是操作阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐(因其构主要是阐阐阐阐阐一个扭力天平,阐阐D13-2和阐D13-3)阐阐阐阐阐阐阐阐可以液一液界面力,把一个半径阐阐阐阐阐阐阐阐r的制成的与液面接触阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐后再慢慢上拉。，用品皿托架下螺旋,而形成一个内径阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐R’,外径阐R’十2r的形液柱,阐阐阐阐阐R’=R-r。向上的力阐阐阐阐阐阐W,当平衡,阐阐 W,2πR'σ + 2π(R' + 2r ) σ 因阐R,R’十r故上式可改写阐阐:阐 = W/，4πR, 因挂在扭力天平一阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐臂上,所以W大小可以从扭力天平阐出,在出厂,扭力天平刻度上已直接上阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 表面力量度大小,故可直接出表面力大小。阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐 吊板法 吊板法又称吊片法,在文献中也用其平衡性能也很好,常用的有 ST一1型表面力。原理阐阐阐阐阐阐阐阐D13-4.它的基本构在一阐阐阐阐阐自扭力天平上挂一阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐巳知重量W的矩形吊板(毛玻璃制成),阐其平行于液面的截面矩形阐阐x,阐阐y,(y阐阐上是吊板的厚度),阐阐阐阐矩形周2(x十y),当平衡,向上的力阐阐阐阐阐阐阐阐W’,阐:W'-W,2(x十y)?σ W’可从自扭力天平上出,阐阐阐阐阐阐阐阐阐x,y,w已知,从而可知道阐阐阐阐阐阐阐阐。,上从器上阐阐数可直接知道大小,无需作上述阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐算。不同的吊板可通器上的校正旋扭校正 阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐器本身附有超恒温槽,并可量接触角和液液界面力。方法操作方阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐阐便,迅速。 滴外形法 滴外形法,关名思关就是根据液滴的外形关定表来(界)面关力和接角的触方法,包括关滴法(pen-dant drop method)和滴法躺(sessile drop method),其原理是根据Laplace关于毛关关象的方程:ΔP=γ(1/R1+ 1/R2)其中γ关表(界)面关力,R1和R2表示曲面半径,ΔP关界面上的关力差。在此方程的基关上,后人将其逐步完善和关展,以表格的形式关关将信息和各关因子表示出,用于关定表(界)面关力和接角触,如Bashforth-Adams的滴法躺,Forham的关滴法表格等。在已有的据关理方法中数,一重要的关关个来与数源可能据的关取有大关系。由于滴的很全部表面参数几个与的描述关化关表格兼容的关取的关关点,所以要求关量的准度确很高。此外,若需求接角的关触,关三相相交的接角的位置关准关定触确,而关些关量是不易达到的。由于关算机技关和躺(关)滴法的关合,才使滴外形法的关用出关关机;运用迭代法和Newton-Raphson法合并数的字化程序,不需要表面关力、曲率半等径数任何关以及任何表格,就可求出所需的各关。个参数