Методы и приборы для измерения поверхностного натяжения жидкости

Поверхностное натяжение методом счета капель определяют в приборе, носящем название сталагмометра (см. рис. 39, стр. И 7). Подбирают сталагмометр с капилляром такого диаметра, чтобы жидкость вытекала из него со скоростью 20 капель в минуту. Более точно регулируют отрыв капель зажимом на резиновой трубке, надетой на верхний конец сталагмометра. Для вязких жидкостей подбирают сталагмометр с капилляром большего диаметра. Поверхностное натяжение определяемой жидкости, а также ее вязкость не должны значительно отличаться от поверхностного натяжения и вязкости стандартной жидкости (дистиллированной воды). При измерении поверхностного натяжения летучих жидкостей (эфир и т. д.) этот метод не дает точных результатов. [c.145]

Ю. П. Розин и Н. П, Тихонова (Одесский Государственный университет) модифицировали прибор Ричардса с целью измерения интенсивности звука в проводящих жидкостях. Используя известный метод измерения поверхностного натяжения, предложенный Ребиндером, они разработали компенсационный метод измерения интенсивности звука. В пузырьках, образуемых в акустическом поле, максимальное давление воздуха много выше, чем в отсутствие поля. При увеличении интенсивности звука форма мениска становилась более плоской. По мнению авторов, это эквивалентно действию постоянного давления, направленного внутрь капилляра и не зависящего от угла наклона капилляра относительно звукового фронта. [c.128]

В методах капиллярного поднятия и отрыва кольца существенную роль играет смачивание исследуемой жидкостью поверхности частей прибора — стенок капилляра или металла кольца, т. е. краевой угол смачивания. Так как определить краевой угол при таком измерении крайне затруднительно, то эти методы применяют только в условиях полного смачивания. Для чистых жидкостей это условие почти всегда легко соблюдается, тогда как в растворах, особенно поверхностно-активных веществ, оно часто практически не достигается. По этой же причине и для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидкостей эти методы также мало применимы. В связи с этим в ряде случаев следует предпочесть методы, в которых смачивание не играет роли. Это методы наибольшего давления пузырьков, неподвижной капли, взвешивания капли. Они пригодны для измерения поверхностного натяжения для любых границ раздела. [c.12]

В качестве наиболее удовлетворяющего всем требованиям метода может быть рекомендован метод наибольшего давления пузырька. Применительно к измерениям поверхностного натяжения растворов этот метод разработан Ребиндером и в литературе описан достаточно подробно [4, 5]. Он позволяет относи тельно просто реализовать условия, обеспечивающие строгость и точность измерений. Его преимущество в том, что удобно проводить измерения с небольшим количеством жидкости в легко термостатируемом объеме, защищенном от загрязнений и испарения. Результаты измерений не зависят от условий смачивания, равновесные значения поверхностного натяжения получаются истинными. Все это делает метод особенно пригодным для измерения поверхностного натяжения растворов и на границе двух несмешивающихся жидкостей. Если прибор имеет хороший микрокран и систему тонких капилляров, регулирующих скорость нарастания давления, то можно легко достичь скорости образования одного пузырька за 1—3 мин, что вполне удовлетворяет условиям достижения равновесия. [c.13]

Схема прибора П. А. Ребиндера для измерения поверхностного натяжения по методу наибольшего давления пузырька приведена на рис. 27. При помощи водоструйного насоса или специального резервуара со ртутью над жидкостью в сосуде создается такое разрежение, при котором в результате возникшей разности давлений над жидкостью в сосуде и в капилляре (сообщающемся с воздухом), пузырек воздуха проскакивает через поверхностный слой жидкости. Разность давлений р. отсчитанная по манометру в этот момент пропорциональна поверхностному натяжению. Повторив такие операции со стандартной жидкостью (например, водой), для которой поверхностное натяжение известно, вычисляют искомое поверхностное натяжение по формуле [c.73]

При критическом состоянии, когда плотности жидкости и насыщенного пара равны, поверхностное натяжение исчезает. У таких жидкостей, как вода и низшие углеводороды, краевой угол мал. У большинства других исследованных до сих пор жидкостей он меньше 10°. Таким образом, ошибка, вносимая приравниванием этого угла нулю, не превышает 1,5%. Этот метод широко использовался исследователями, в частности Рамзаем и Шилдсом [9]. Последний усовершенствовал прибор, прикрепив к нижнему концу капилляра маленький стержень из мягкого железа, что позволило регулировать положение капилляра с помощью электромагнита. В этом случае одной порции жидкости, находящейся в равновесии с паром, достаточно для того, чтобы провести все измерения поверхностного натяжения от тройной точки до критического состояния. [c.290]

Из капиллярных методов наиболее распространёй метод, основанный на измерении давления, необходимого для продавливания пузырьков воздуха через поры, предварительно заполненные жидкостью с известным поверхностным натяжением. Максимальный и средний размер пор фильтрующего материала определяют в специальном приборе (рис. 28), а обработку полученных результатов ведут по формуле [c.203]

При измерениях по методу давления широко используется прибор Ребиндера, в котором газ или другая жидкость (рис. 29) продавливаются под давлением через капиллярный кончик К (диаметром 0,1—0,3 мм), лишь слегка погруженный в поверхность раздела. Величина давления р устанавливается при помощи чувствительного манометра она пропорциональна величине поверхностного натяжения на границе раздела [c.76]

При выполнении определения следует учитывать, что поверхностное натяжение капиллярно-активного раствора не сразу становится постоянным, а падает постепенно. В некоторых случаях оно проходит через минимум . Могут также возникать затруднения из-за присутствия в растворе поверхностно-активных загрязнений, например, в различных физиологических жидкостях. Даже при лучших условиях методы, основанные на измерении капиллярности, очень длительны и сложны из-за отсутствия приборов, позволяющих быстро и легко измерять поверхностное натяжение раствора во время титрования. Поэтому вряд ли они получат [c.303]

Сталагмометрический метод (метод измерения массы капли жидкости). Определение поверхностного натяжения жидкости прибором, называемым сталагмометром (от греч. сталагма — капля). [c.27]

Другой, не менее важный недостаток метода капиллярного поднятия связан с тем, что для расчета 012 исследуемой жидкости по формулам (4.2) — (4.4) в общем случае необходимо знать краевой угол смачивания i . Но для данной капиллярной трубки он зависит от природы и состава смачивающей жидкости, от термовакуумной обработки измерительного прибора, температуры исследования и проч. Однако определить краевой угол смачивания в капиллярной трубке одновременно с измерением в ней высоты поднятия жидкости практически невозможно, если не считать некоторых частных случаев. Измерять же краевые углы смачивания отдельно, например на плоской подложке из того же материала, из которого сделана капиллярная трубка, а затем учитывать их при расчете поверхностного натяжения по формулам (4.2) — (4.4), не имеет смысла по понятным причинам неадекватности измерений и Л. [c.112]

Метод наибольшего давления пузырьков является в настоящее время наиболее удобным и универсальным, вполне обеспечивающим достаточную точность измерения, особенно в приборе Ребиндера. Метод основан на положении, что наибольшее давление, необходимое для отрыва пузырька воздуха от капилляра, погруженного в жидкость, прямо пропорционально ее поверхностному натяжению, т. е. [c.65]

Физико-химические свойства дистиллированной воды при температуре 20°С и атмосферном давлении авторы брали из справочника Физико-химические свойства остальных исследованных жидкостей при этих температуре и давлении определили экспериментально и по возможности контролировали по литературным данным Для измерения вязкости применяли капиллярный вискозиметр ВПЖ—2, ГОСТ 10028—67, позволяющий определять вязкость по времени истечения жидкости через капилляр с точностью 3%. Поверхностное натяжение измеряли но методу выдавливания пузырька воздуха из капиллярного кончика в исследуемую жидкость на специально изготовленном приборе конструкции Ребиндера - . Точность измерения была не ниже 5%. Плотность измеряли с помощью пикнометра для микроопределений типа ПМО ГОСТ 7465—67 и аналитических весов АДВ—200 с точностью 0,01%. Постоянная температура исследуемых жидкостей при определении их свойств поддерживалась с помощью водяной бани и универ- [c.58]

Поверхностное давление измеряется методом так называемого равновесия пленки . Прибор для измерения поверхностного давления состоит из парафинированной ванны, которая заполняется водой, раствором соли, ртутью или какой-либо другой жидкостью, иа поверхности которой создается мономоле-кулярный слой исследуемого вещества. Подвижный барьер, который плавает на поверхности жидкости, ограничивает площадь мономолекулярного слоя. Он связан чувствительным датчиком с измерительной системой, определяющей поверхностное давление мономолекулярной пленки на барьер. Поверхностное давление можно также представить как разность поверхностного натяжения систем, расположенных по обе стороны поплавка,— водной фазы и мономолекулярного слоя, находящегося на поверхности водной фазы. [c.530]

Методы и приборы для измерения поверхностного натяжения жидкости. Метод наибольшего давления образования и отрыва газового пузырька. Метод основан на том, что поверхностное натяжение жидкости на границе с газом (воздухом),содержащим ее насыщенный пар, или с другой жидкостью прямо пропорционально наибольшему давлению, необходимому для выдавливания пузырька газа нз капиллярного кончика в жидкость, находящуюся при постоянных температуре и давлении (рис. 6, а). В сосуд 11 диаметром около 3 см с боковым ответвлением 6 наливают исследуемую жидкость. Сосуд закрывают пробкой 8. Б пробку вставляют стеклянную трубку 10, заканчивающуюся остро обрезанным концом с внутренним диаметром около " 0,1 мм. Капилляр ный конец должен только смачиваться меиис-ком жидкости, т. е. жидкость 13 в капилляре должна едва приподниматься вверх. Сосуд с жидкостью помещают в стеклянный термостат или в стеклянную рубашку 12 с ответвлением 14, через которую 15—20 мин до измерений и во время их пропускают воду с заданной температурой из термостата. Контролируется температура [c.26]

Приближенное измерение поверхностного натяжения жидкости может быть проведено при помощи прибора, иазы ваемого сталагмометром. Принцип метода заключается в определении массы капли, вытекающей из капилляра, в момент ее отрыва. [c.119]

Рис. 4.19. Принципиальные схемы приборов для измерения поверхностного (натяжения жидкостей методом максимального давления в газовом пузырьке а — прибор Симона [66] б — прибор Ребиндера [73] в — прибор Сагдена [68] с прибор Нгера [75])

На рис. 98 приведена схема прибора д.тя измерения поверхностного натяжение на границе битума с воздухом. В осно] у работы прибора положен метод взвешивания капель . Прибор заключен в корпус с двойными стенками, выполняющий функцию воздунг-ного термостата с электрообогревом, что позволяет определяп. поверхностное натяжение при любой заданной температуре (с интервале 30—300 °С). В капельнице термостата и в воздушном пространстве внутреннего кожуха установлены ртутные термометры. Пробу жидкости (3—8 мл) заливают в капельницу 2, поворачивают ое в положение измерение , капилляр ставят вер-тикальио и проба, переливаясь, заполняет пространство над ним. [c.284]

Определение поверхностного натяжения методом счета капель проводят с помощью прибора, называемого сталагмометром. Сталагмометр (рис. 5) представляет собой пипетку, имеющую две кольцевые метки — А и Б. Нижний конец сталагмометра, заканчивающийся капилляром, отшлифован в форме плоского диска для получения одинаковых капель правильной формы. При,работе со сталагмометром необходимо, чтобы жидкость вытекала из него медленно, для чего на верхний конец надевают каучуковую трубку с зажимом. Подвинчива-нием зажима регулируют поступление воздуха в сталагмометр и скорость истечения жидкости. Во время работы сталагмометр укрепляют в штативе в вертикальном положении и жидкость засасывают через капиллярное отверстие так, чтобы она стояла выше метки А (в капилляре при этом не должно быть пузырьков воздуха). Затем дают жидкости вытекать через капилляр. Когда уровень жидкости точно совпадает с верхней меткой, начинают счет капель и прекращают его тогда, когда уровень жидкости дойдет до метки Б. Опыт повторяют 3 раза и берут среднюю величину из проведенных отсчетов (расхождение между отдельными измерениями должно быть не более 1—2 капель). Количество капель, вытекающих из определенного объема жидкости в сталагмометре, зависит от радиуса капилляра.и от поверхностного натяжения жидкости. Поскольку радиус капилляра остается постоянным, его величиной можно пренебречь. Таким образом, количество капель зависит в основном от поверхностного натяжения жидкости. Чем выше поверхностное натяжение, тем меньше капель вытекает из одного и того же объема жидкости. С пониже- [c.84]

Принцип максимального размера капли часто используется для измерения поверхностного натяжения на капельном ртутном электроде, При этом, однако, вместо веса капель измфяется их период капания, что основано на предположении о пропорциональности между весом и возрастом капли (постоянный поток жидкости). Поскольку электронные приборы позволяют измерять период капания с высокой степенью точности, этот метод определения у представляется привлекательным и простым. Однако на практике трудно получить устойчивый и воспроизводимый период капания более того, получаемые в результате значения поверхностного натяжения противоречат данным других методоа Эти расхождения можно отнести на счет ряда приник, главной из которых является стремление раствора проникнуть в пространство между ртутью и стенкой ка- [c.91]

Уравнение Лапласа лежит в основе экспериментального метода максимального давления пузырька для определения поверхностного натяжения жидкостей и жидких растворов, а также межфазного натяжения. Метод заключается в продавлива-нии через капилляр, опущенный в жидкую фазу, газа (воздуха) или жидкости (другой фазы). Максимальное давление соответствует образованию полусферы пузырька (капли) радиуса, равного радиусу капилляра, и его отрыву от капилляра. Чтобы избежать погрешности при измерении кривизны мениска (или радиуса капилляра), используют относительный метод, включающий определение константы прибора по стандартной жидкости. Зная поверхностное натяжение стандартной жидкости, постоянную прибора к вычисляют по формуле [c.104]

Все так называемые классические методы определения поверхностного натяжения жидкостей, созданные еще в XIX веке, оказались пригодными для измерения 012 любых веществ, начиная от металлических расплавов и кончая полимерными жидкостями. Однако лишь в наше время методики измерения 012 были усовершенствованы и позволяют получать надежные результаты. Это стало возможным после того, как были созданы методы получения высокого вакуума и низких температур, изучено влияние адсорбционных процессов на определяемую величину поверхностного натяжения, влияние на поверхностное натяжение изучаемой жидкости паров вакуумной смазки, масла диффузионных насосов, жидкостей, содержащихся в i/-oбpaзныx манометрах и проч. Найдено, что даже небольшие температурные градиенты в приборах для определения поверхностного натяжения приводят иногда к сильным искажениям температурной зависимости о. Обнаружено, что передача малейших вибраций на измерительные приборы, использующие полустатическне методы, обусловливает сильный разброс экспериментальных точек и резкое снижение определяемой величины поверхностного натяжения. [c.109]

Прибор, служащий для измерения поверхностного натяжения по этому методу (сталлагмометр), состоит из градуированной микропипетки с краном и загнутого кверху капилляра, выходное отверстие которого должно быть тщательно отшлифовано во избежание смачивания горизонтальной поверхности капилляра жидкостью. Микропипетку заполняют нефтью и, открывая кран, выпускают по каплям в стаканчик с исследуемой водой. Скорость выпускания капель нефти регулируется краном таким образом, чтобы время образования одной капли было не менее 50 сек. Во время определения замеряют объем вытекшей из прибора нефти V и соответствующее ему число ка-пель N. [c.47]

Для измерения поверхностного натяжения были использованы два наиболее удобных способа для лабораторного измерения — метод отрыва пластинки, для технического — капиллярный. Оба эти метода прошли многолетнюю апробацию и показали свои положительные свойства. При выборе метода отрыва пластинки мы учитывали, что этот способ измерения в известной степени воспроизводит вытягивание подложки из кюветы при поливе и поэтому представляет для нас особый интерес. Первые сведения о применении метода отрыва имеются в работах Гей-Люссака и позднее Галлемкампа [56]. Эти авторы производили отрыв от поверхности жидкости горизонтальной пластины. Вильгельми [57] существенно видоизменил способ, заменив горизонтальную пластинку вертикальной. При проведении измерений на этом приборе необходимо устранить влияние уноса жидкости на пластинке. [c.95]

Основная часть прибора — конусная хроматографическая колонка — загружалась необходимым количеством адсорбента с величиной зерен 0,25 мм и менее, затем в колонку подавалась проба хроматографируемого вещества (0,2—1 мл). После впитывания продукта в колонку подавали спирт (этиловый или амиловый) и подсоединяли азотную линию с давлением 0,4—1,5 атм. Контроль за ходом хроматографического разделения осуществлялся двумя методами 1) измерением показателя преломления фильтрата (на специально видоизмененном рефрактометре ИРФ-23, позволяющем анализировать микроколичества вещества) 2) измерением поверхностного натяжения выходящих из колонки проб для этого колонку вставляли в наклонный коллектор, где вытекающая из колощси капля по наклонной поверхности стекала в кювету, представляющую небольщую вмятину на относительно щирокой наклонной трубке. Применение такой кюветы исключало задержку продукта, поскольку после прохождения каждого пузырька она в значительной степени опорожнялась (рис. 1). В кювету опускался капилляр, с помощью которого измерялось поверхностное натяжение жидкости в кювете. Жидкость, стекающая из кюветы, собиралась в паукообразный приемник. На основании данных по измерению поверхностного натяжения или показателя преломле- [c.135]

Пену можно рассматривать как систему, состоящую из тонких жидких пленок, образующих стенки губчатой или ячеистой структуры. Свойства таких пленок в значительной степени определяют свойства пены. Весьма ценный метод исследования изолированных пленок растворов поверхностноактивных веществ состоит в вытягивании погруженной в раствор большой прямоугольной проволочной рамки, открытой с одного конца, так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна к поверхности жидкости. После того как рамка вытянута, в пространстве между проволокой и поверхностью жидкости остается пленка раствора, натягивающая проволоку. При помощи соответствующих приспособлений можно измерить силу, действующую на проволоку, в зависимости от смещения или растяжения пленки. Маталон [9] разработал изящный прибор такого типа для характеристики свойств изолированных пленок путем снятия кривых сила—смещение этот прибор похож на прибор типа весов Вильгельми для измерения поверхностного натяжения. Аналогичное устройство было описано Ребиндером и Смирновой [10]. [c.330]

Паддей (1957) усовершенствовал метод Вильгельми в соответствии с законом Абрибата — Догнона (1939), заключающегося в том, что сила, действующая на пластинку, частично уравновешивается грузом, а частично силой, возникающей в подвижной электрической катушке при пропускании тока через нее. В методе Паддея груз замещался дополнительной катушкой и прибор давал показания (в дин см), включая концевую поправку на длину пластинки при калибровке. Поверхностные натяжения непрерывно образующихся новых поверхностей можно определить, нагнетая жидкость в верхнюю часть вертикальной открытой трубки и давая затем ей возможность опускаться вниз по межтрубному пространству. Измерения проводились в верхней части трубки. Можно получать также сравнимые данные динамического поверхностного натяжения. [c.168]

Поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей или жидкости и газа измеряют с помощью хотя и простых, но весьма точных приборов. Для определения поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-воздух чаще других пользуются методом максимального давления образования пузырька. Для этого служит капиллярный прибор, усовершенствованный П. А. Ребиндером. В растворе, для которого необходимо определить поверхностное натяжение, выдувают воздупшый пузырек и измеряют давление, при котором пузырек отрьтается от капилляра. Прибор представляет собой стеклянный капилляр, соединенный трубкой с чувствительным устройством для измерения давления обычно это барометрическая трубка, заполненная подкрашенной водой. [c.28]

Сталагмометрический метод (метод подсчета капель). Метод сталагмометрии (греч. stalagma — капля) основан на зависимости между числом капель, получаемых из данного объема жидкости (при свободном ее падении в виде капель), и поверхностным натяжением. Прибор, в котором проводят измерения, называется сталагмометром (рис. 7). Он представляет собой пипетку, имеющую две метки 1 п 2, по которым отсчитывают число капель. Нижняя часть сталагмометра переходит в капилляр, конец которого утолщен и отшлифован для получения одинаковых капель. В момент отрыва капли вес ее Р пропорционален поверхностному натяжению а [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология