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液体表/界面张力的测试方法有哪些

日期:2020-12-24 19:53
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摘要: 测试液体表面张力的方法有很多种,如力测量法(通常是运用探针使其与待测的界面接触,然后通过天平来测量施加/作用在探针上的力。为了保证界面在探针表面上的润湿性,探针通常由金属制成。包括挂环法、平板法);压力测量法(是通过测量界面两相的压力差,然后运用的杨氏公式来计算表面张力。包括毛细管升高法、*大气泡压力法);界面形状分析法(是基于对一处于力平衡状态的界面的形状的分析,是一种光学分析法。包括悬滴法、旋转滴法、体积法)等。 其中毛细管上升法和*大气泡压力法不能用来测液—液界面张力;吊板法和*大气泡压...

液体表/界面张力的测试方法有哪些

测试液体表面张力的方法有很多种,如力测量法(通常是运用探针使其与待测的界面接触,然后通过天平来测量施加/作用在探针上的力。为了保证界面在探针表面上的润湿性,探针通常由金属制成。包括挂环法、平板法);压力测量法(是通过测量界面两相的压力差,然后运用的杨氏公式来计算表面张力。包括毛细管升高法、*大气泡压力法);界面形状分析法(是基于对一处于力平衡状态的界面的形状的分析,是一种光学分析法。包括悬滴法、旋转滴法、体积法)等。

其中毛细管上升法和*大气泡压力法不能用来测液—液界面张力;吊板法和*大气泡压力法可以用来测试动态表面张力。

A. 挂环法/吊环法/白金环法:用圆环(常用细铂丝圈成)插入液体中,与液面接触后再缓缓上拉出一个液体膜(类似肥皂泡),测量提高环的高度时所需要施加的力。

B. 威廉米平板法/吊板法/吊片法/薄板法/白金板法:用表面光滑、均匀的盖玻片、云母片、滤纸或铂片等挂在扭力天平或链式天平上,然后垂直插入液体中,使其底边平行面刚好与液面接触,测量在浸湿过程中所受的力。

C. 毛细管升高法:将一支毛细管插入液体中,液体会沿毛细管上升,直到毛细管内外液体达到平衡状态为止。此时液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。通过测量液面升高的高度,及已知毛细管内径和液体与毛细管管壁间的接触角(通常默认为是0),就可计算出表面张力。

D. *大气泡压力法:在已知密度的液体中,插入一个半径为r的毛细管,经毛细管吹入一极小的气泡。在泡刚形成时,由于表面几乎是平的,所以曲率半径R极大;当气泡形成半球形时,曲率半径R等于毛细管半径r,此时R值*小。随着气泡的进一步增大,R又趋增大,直至逸出液面。测得了气泡成长过程中的*高压力差,在已知毛细管半径的情况下就能计算出表面张力。

E. 悬滴法:是根据在水平面上自然形成的液滴的几何形状计算表面张力。适用于界面张力和表面张力的测量。也可以在非常高的压力和温度下进行测量。

注:用悬滴法测试液体表面与空气所形成的夹角,其液体密度要已知。

F. 旋转滴法:可用来测定表/界面张力,尤其适应于低范围(0.1mN/m以下)界面张力的测量。测量的值是一个处于比较密集的物态状态下旋转的液滴的直径或总体几何形状。

G. (液滴)体积法:非常适用于动态地测量表/界面张力。测量的值是一定体积的液体分成的液滴数量。液滴体积法其实是悬滴法的一种极端情况:悬滴的体积增大到无法再由表/界面张力来支撑,而导致表/界面撕裂而掉下。但掉下的并不是整个液滴的体积,有部分剩留在毛细管/针管管端口上,这使得掉下的液滴的体积无法**计算,需要加入经验校正因子。

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