Вильгельма пластинки метод поверхностного натяжения

В последние годы все чаще используется метод Вильгельми. Поверхностное натяжение определяется по весу погруженной в жидкость, хорошо смачиваемой ею вертикальной пластинки. В сочетании с электронными весами этот метод очень удобен и дает возможность записывать изменения во времени поверхностного натяжения с точностью около 0,1 дин/см. [c.122]

Изменение поверхностного натяжения во времени, отражающее процесс формирования адсорбционного слоя на поверхности растворов ПАВ, можно изучать полустатичес-кими методами максимального давления в пузырьках, отрыва кольца и сталагмометрически. Для этого измеряют сг при различной скорости увеличения поверхности раздела, т. е. изменяя время образования пузырька или капли, время отрыва кольца, что етрудно осуществить экспериментально. В таком случае обнаруживается, что измеряемое значение а уменьшается по мере снижения скорости образования поверхности, стремясь к наименьшему равновесному (статическому) значению. Однако более удобными для указанной цели являются статические методы капиллярного поднятия и пластинки Вильгельми, при которых площадь поверхности раздела в ходе измерения остается постоянной. В случае метода втягивания пластинки применение электровесов, снабженных самописцем, позволяет осуществить непрерывную запись кривой кинетики поверхностного натяжения. [c.120]

Сравнительно просто и в то же время достаточно точно поверхностное натяжение можно измерять по методу, предложенному Л. Вильгельми (1863). Для этого тонкую стеклянную или платиновую пластинку последовательно взвешивают в воздухе и при частичном вертикальном погружении в жидкость. [c.32]

Методы измерения поверхностного натяжения пластинка Вильгельми (ВЛ), поднятие в капилляре (ПК), лежачая капля (ЛК), висячая капля (ВК). поверхностные волны (ПВ), кольцо Дю Нун (ДН), максимальное давление пузырька (МД), счет, вес. объем капель (СК). [c.23]

Стандартным способом характеристики ПАВ является построение изотерм поверхностного давления, где поверхностное давление находится как функция площади молекулярной упаковки. Схематическое изображение прибора для определения давления пленок приведено на рис. 5.16. Поверхностное давление может быть измерено любым стандартным методом, используемым для измерения поверхностного натяжения, например, методом пластинок Вильгельми. Подвижное плечо, барьер, кювета — это составляющие части весов Лэнгмюра. Измерение движения такого барьера позволяет изменять общую площадь раствора ПАВ в кювете вполне контролируемым способом, так что поверхностное давление может быть соотнесено с площадью молекулярной упаковки ПАВ на поверхности воздух-вода . [c.168]

Метод Вильгельми также находит широкое применение для измерения поверхностного натяжения растворов полимеров. Предложено [205] регистрировать глубину погружения образца с помощью аналитических весов типа АДВ-200, так как при малых углах отклонения балансира весов отсчет по светящейся шкапе пропорционален изменению положения чашки весов по вертикали. В качестве погружаемого объекта удобно применять образец из платины в виде пластинки. Ее прокаливают в пламени для обеспечения полного смачивания. [c.75]

Для измерений поверхностного натяжения 012 (С) и соответственно двумерного давления Р 2 = 0 2 — (Т12 =/(С) на границе раздела вода—гексан мы применили метод уравновешивания пластинки Вильгельми. Сначала к пластинке, подвешенной на кварцевой спирали [3], подводили поверхность воды и пластинка втягивалась на глубину AL см, измеряемую по от-счетному микроскопу. Затем наливали определенный слой углеводородной жидкости толщиной /г = Д12 так, чтобы он равномерно покрывал поверхность воды. В результате понижения силы втягивания пластинка поднималась на AZ.l=AL — [c.103]

Рис. 5.7. Определение ККМ ДТИНС при 25 °С а — относительное поверхностное натяжение (у/уо), измеренное на поверхности раздела воздух-вода методом пластинок Вильгельми (ККМ 3,0 мМ) Ь — отношение крутизны (наклонов) корня предельного тока скорости вращения 5/8 для злектроактивного зонда, внедренного в мицеллы (КМК 3,0 мМ) [36]

Учитывая специфику различных адгезивов, следует признать [205, 209], что наиболее удобен для измерения их поверхностного натяжения метод Вильгельми, а также метод максимального давления в газовых пузырьках. В методе Вильгельми с применением платиновой пластинки достигается полное смачивание, а в методе максимального давления в пузырьках вопрос о полном смачивании вообще отпадает. Кроме того, эти методы удобны для работы с летучими жидкостями. Все эти обстоятельства, а также достаточно высокая точность методов (0,2—0,3%) определяют их преимущества перед другими при исследовании различных адгезивов. Метод неподвижной капли благодаря простоте н сравнительно высокой точности также может оказаться полезным для измерения у адгезивов, особенно если учесть, что высокая вязкость адгезивов иногда затрудняет применение других методов. [c.76]

ИНЫМ причинам они мало пригодны для изучения поверхностей, покрытых пленками. Принципиальное исключение составляет только метод пластинки Вильгельми (разд. 1-8), который очень хорошо подходит для пленок на поверхности жидкостей [36] и позволяет измерять низкие поверхностные натяжения с точностью до 0,01 дн/см. [c.96]

В методе, предложенном Вильгельми [84], измеряется максимальное усилие, необходимое для отрыва тонкой платиновой пластинки от поверхности жидкости. При прямом угле между пластинкой и поверхностью расплава это усилие пропорционально поверхностному натяжению жидкости. Пластинка подвешивается к одному из плеч весов и погружается в жидкость. После этого сосуд с расплавом опускается до тех пор, пока пластинка не оторвется от жидкости. Показание весов в момент отрыва фиксируется. [c.84]

Экспериментальной основой метода является показанная на рис. 1 ванна Ленгмюра 1 с подвижным барьером 2, который дает возможность в широких пределах менять степень сжатия монослоя, а значит и площадь (а), приходящуюся на молекулу. Основным параметром, характеризующим состояние монослоя, является двухмерное давление (Р), равное разности поверхностных натяжений чистой жидкой подложки и подложки, покрытой монослоем Р можно измерять методом пластинки Вильгельми (5 на рис. 1) или с помощью весов Лэнгмюра (4). [c.211]

Несколько особняком среди других статических методов определения поверхностного натяжения находится очень удобный и точный метод уравновещивания пластинки (метод Вильгельм и). В этом методе закрепленную на коромысле весов тонкую пластинку шириной как правило, хорошо смачиваемую исследуемой жидкостью, погружают в жидкость. На поверхности пластинки с обеих ее сторон образуются мениски (рис. 1—17). Форма их поверхности и максимальная высота поднятия жидкости определяются уравнением Лапласа суммарный же вес поднятой жидкости, приходящийся на единицу периметра пластинки, не зависит от формы мениска и при нулевом краевом угле смачивания равен поверхностному натяжению о. Поэтому сила Р, которую необходимо приложить для уравновещивания пластинки, равна произведению поверхностного натяжения жидкости на удвоенную ширину пластинки, соответственно поверхностное натяжение определяется из условия а=Р/2с1 (при достаточно малой толщине пластинки). Этот метод в принципе не требует учета каких-либо поправок на форму мениска. [c.38]

При необходимости исследовать еще более точно изменения поверхностного натяжения под влиянием адсорбции или во времени рекомендуется применять метод (Шелудко и Николов, 1975 г. Ни-колов, 1978—1979 гг.), в котором вместо пластинки используется хорошо смачиваемая сфера. При ее извлечении из жидкости капиллярная сила проходит через максимум. Исходя из этого максимального значения силы и при условии точного измерения (оптическим путем) угла смачивания можно определить изменения поверхностного натяжения с точностью выше 0,01 дин/см. Метод этот сложен и трудоемок его использование оправдано, когда точность метода Вильгельми недостаточна. [c.122]

Различные методы отрыва . Поверхностное натяжение можно опоеделять путём измерения силы, которую нужно приложить для отрыва различных твёрдых тел от поверхности жидкости. Если отрываемое тело смачивается жидкостью, то вместе с ним поднимается некоторое количество жидкости, форма и объём которого зависит от формы отрываемого тела, от поверхностного натяжения жидкости и от её плотности. На некоторой высоте жидкость, поднятая выше нормального уровня, становится неустойчивой и отрывается от тела. Сила, которую нужно приложить для поднятия тела до этой высоты, равна общему весу тела и поднятой жидкости. Этот метод имеет большую давность уже Гэй-Люссак и вслед за ним Галлеикамп применяли отрыв плоских горизонтальных пластинок. В таком виде, однако, метод не даёт большой точности. Вильгельми пользовался тонкими вертикальными пластинками, ЗондхауссЗ и Тимберг горизонтальными проволочными кольцами и Ленард — горизонтальной прямой проволокой. [c.489]

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]

По данным Петика [8], нри использовании тщательно очищенного додецилсульфата натрия на кривых концентрационной зависимости поверхностного натяжения раствора этого ПАБ на границе с воздухом у = f С) минимума не возникает. Двумя методами — измерения объема капель и уравновешивания пластинки (по Вильгельми) — были получены идентичные значения поверхностного натяжения, причем равновесие в обоих случаях достигалось за 2—3 мин. Минимум на кривых зависимости у — log С возникал в тех случаях, когда образец ПАВ содержал примеси. [c.203]

В одном из вариантов описанной выше методики пластинку подвешивают таким образом, что она частично погружается в жидкость. В этом случае при определении изменения веса под действием мениска учитывают уменьшение веса пластинки в жидкости. Эта методика особенно удобна при изучении адсорбции на поверхности жидкости или монослоев по изменению поверхностного натяжения. Применение этого варианта метода Вильгельми подробно рассмотрено Гэйнсом [34]. [c.28]

Методы капиллярного поднятия, пластинки Вильгельми, висящей или сидящей капли или пузырька, по существу, являются равповесными методами, так как в пих анализируются поверхности, находящиеся в покое. Как видно из предыдущих разделов, эти методы можно использовать для контроля иногда обнаруживаемых в растворах медленных изменений поверхностного натяжения. Однако для изучения старения поверхностей и исследования релаксационных эффектов при очень малых временах необходимы динамические методы. Различные методы отрыва в принципе являются динамическими, поскольку в критической точке (в момент отрыва) происходит расширение поверхности, однако точный возраст поверхности при этом определить очень трудно. Это удается сделать, только используя обсуждаемые ниже методы. [c.34]

Один из методов измерения к описан в работе ван ден Темпеля и др. [51]. Исследуемая поверхность расширяется с помощью двух барьеров, раздвигаемых с такой скоростью, чтобы относительная скорость расширения й п 1сИ была постоянной. Растяжение пленки приводит к увеличению поверхностного натяжения, измеряемого с помощью пластинки Вильгельми, расположенной посредине между двумя барьерами, где жидкость остается неподвижной. Этот метод был использован для исследования реологических свойств растворов поверхностно-активных веществ, но он, по-видимому, пригоден и для нерастворимых монослоев. [c.101]

Что касается техники эксперимента, то здесь следует отметить несколько используемых методов. Во-первых, для прямого измерения поверхностного давления в системах типа жидкость — жидкость можно применять соответствуюш.им образом модифицированные пленочные весы [203, 204] однако при этом необходимо помнить о возможности утечки по барьеру. Поскольку очень часто пленкообразующий материал растворим в масляной фазе, поверхностное натяжение можно Е.змерять при различных концентрациях. Для определения поверхностного натяжения Хатчинсон [205] применяет метод сидящего пузырька, тогда как другие авторы используют метод кольца или пластинки Вильгельми [206] (см. разд. 1-8). Брукс и Петика [207] разработали пленочные весы с ванной, снабженной приспособлениями для очистки поверхности раздела и сжатия межфазной пленки для измерения y и, следовательно, я использована гидрофобная пластинка Вильгельми. Авторы утверждают, что весы очень хорошо работают при фиксированной площади поверхности раздела, когда поверхностное давление поднимается путем добавления поверхностно-активного материала, однако при высоком поверхностном давлении растекание плеики не всегда является полным. Межфазные потенциалы в таких системах измеряются с помощью вибрирующего электрода [208] в полярной масляной фазе возможны прямые измерения с помощью высокоимпедансного вольтметра [208а]. Для определения вязкости пленки применяют крутильный маятник [187] (см. также [209]). [c.144]

Для расчетов, позволяющих оценить минимальную возможнув толщину поверхностного слоя, необходимо знание концентрационной зависимости поверхностного натяжения и коэффициентов активности компонентов раствора. Изотермы поверхностного натяжения для исследованных систем были получены двумя различными способами методом максимального давлетия в газовом пузырьке [I] я методом частично погруженной пластинки Вильгелыш [2]. Начиная с системы вода - масляная кислота, изотермы поверхностного натяжения разбавленных растворов, полученные методом максимального давления, во-первых, лежат выше, а во-вторых, имеют J-образный начальный участок. Оба факта особенно второй [З], указывают на неравновесный характер этих данных. Ход изотерм, полученных методом пластинки Вильгельми, согласуется с литературными данными [4-10] и в области малых концентраций кислоты отвечают правилу Траубе. Это позволило считать последние данные равновесными и использовать их для расчета минимальной возможной толщины равновесных поверхностных слоев. [c.94]

Поверхностное давление можно определить как разность поверхностных натяжений подложки оо и монослоя о ПАВ, измеренных с помощью втягивания пластинки (метод Харкинса). Здесь совмещены метод определения с помощью весов Лэнгмюра с методом определения поверхностного натяжения Вильгельми. [c.166]

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]

Дополнительные данные относительно механизма эмульгирования двух исследуемых эмульгаторов можно получить, изучая их адсорбцию на межфазной новерхности. Нами была изучена адсорбция неионогенного эмульгатора и сульфоната на межфазной поверхности вода—воздух. Поскольку ДБСК в воде не растворяется, была взята натриевая соль алмилбензатсульфоната с алкн-ло М Се—С18 (ф ракция была получена яз продуктов тармического крекинга жидкого парафина). В качестве неиногенного эмульгатора был взят оксиэтилированный алкилфенол, молекула которого содержит П,3 оксиэтиленовых группы. Поверхностное натяжение растворов эмульгаторов определяли с помощью метода Вильгельма (по втягиванию пластинки), который, как известно, является абсолютным хметодом определения поверхностного натяжения. [c.148]

В области изучения кинетики адсорбционных процессов особо выделяют вопрос о скорости достижения равновесного значения поверхностного натяжения в растворах поверхностноактивных веществ. Наиболее распространенным способом измерения так называемого динамического поверхностного натяжения является метод наблюдения колебаний струи, вытекающей из отверстия эллиптического сечения. Недостатком этого, как и других методов, в которых измерения производятся над жидкостью, находящейся в движении, является то обстоятельство, что на получаемые результаты могут влиять турбулентность и конвекция. Так, Сёзерленд [123], тщательно изучив этот вопрос, сопоставил данные, полученные методом погружения пластинки Вильгельми, с рассчитанными теоретически на основании моделей процесса диффузии и пришел к выводу, что независимо от применяемого метода на отдельных этапах переноса поверхностноактивного вещества к поверхности участвует и конвекция. Если она происходит полностью под поверхностью, то ее влияние компенсируется и скорость диффузии в поверхностные слои может быть точно определена. Эдисон с сотрудниками [124] изучил для ряда жирных спиртов и высших алкилсульфатов кинетику формирования адсорбционных слоев и кинетику десорбции при их сжатии. Полученные ими данные были использованы в ряде теоретических исследований этих явлений [125]. Познер [c.299]

На рис. 2.7, в схематически изображен вид сверху использованной в работе фторопластовой кюветы 1 размером 450X200X3 мм с фторопластовыми барьерами 2 и 3. Ширина бортов кюветы, по которым перемещаются барьеры, 20 мм. Барьер 2 обычно неподвижен, его край совмещают с началом отсчета линейки 6, прикрепленной к кювете сбоку. Барьер 3 может реверсивно перемещаться с заданной скоростью вдоль оси кюветы. Левая сторона этого барьера отмечена штриховкой, чтобы подчеркнуть, что именно она воспроизводит сильно увеличенный участок периметра контакта комплекса пузырек—частица (см. рис. 2.7, а). Площадь поверхности воды между барьерами 2 и 3 соответствует (во много раз больше) площади лоскутка Л на пузырьке, что позволяет воспроизводить на поверхности жидкости в кювете концентрации реагентов, которые реализуются при флотации на отдельных пузырьках в пульпе, и оценивать изменения а при вытягивании этой поверхности. С этой целью необходимо с определенной скоростью переместить подвижной барьер на расстояние АН, Барьер 3 связан с датчиком положения 5, который регистрирует также скорость перемещения барьера и изменение площади, заключенной между барьерами. Поверхностное натяжение измеряют методом Вильгельми, однако вместо вытягиваемой из воды пластинки используют гребешок 4, выполненный из узкой полоски нержавеющей стали толщиной 0,1 мм. Гребешок подвешивают на жесткой тяге к коромыслу электронных весов, движущихся с барьером, параллельно ему и на расстоянии 5 мм от него. Зубья гребешка перпендикулярны к соединяющей их вверху планке (как у грабель), чтобы при растяжении или сжатии пленки они не затрудняли миграцию вещества в ней соответственно к барьеру или от него. Поскольку градиент изменения о у быстро движущегося барьера может быть значительным, ширина зубьев не должна превышать 2 мм, чтобы уменьшить усреднение измеряемых значений поверхностного натяжения. [c.46]

Измерение поверхностного натяжения проводится методом Вильгельми с помощью полупогруженной платиновой пластинки периметром 9 см. Последняя жестко соединена переходником. с подвижным катодом механотронного преобразователя ХМ-6. Так как механотрон включен в измерительную цепь по мостовой схеме, в плечах моста возникает ток разбаланса, если изменяются усилия, действующие на платиновую пластинку со стороны раздела фаз. Величина тока разбаланса пропорциональна изменению поверхностного натяжения. Сигнал усиливается предусилителем и подается на одну из координат (У) двухкоординатного потенциометра ПДП-21. Чувствительность схемы измерения — 10- Н/м. [c.279]