Объ капель, метод измерения поверхностного натяжения

Метод сталагмометра является весьма распространенным, хотя и уступает в отношении точности другим методам измерения поверхностного натяжения. В основе метода лежит экспериментально установленное положение, что вес капли, медленно отрывающейся под действием силы тяжести от кончика вертикальной трубки, будет тем больше, чем больше поверхностное натяжение жидкости на границе с воздухом. В первом приближении можно считать, что сила поверхностного натяжения, действующая вертикально по окружности трубки и равная 2ша, [c.92]

Под действием сил поверхностного натяжения любая жидкость стремится приобрести сферическую форму (капли росы, дождя, расплавленного металла). Чем объяснить такое свойство жидкостей Как известно, устойчивому равновесию любой системы соответствует такое состояние, когда энергия системы минимальна. Этот общий принцип можно объяснить на следующем примере. Камень, скатившийся по склону горы, постепенно теряет свою потенциальную энергию у подножья горы она становится минимальной, и движение камня прекращается. Система достигла положения устойчивого равновесия. Точно так же и жидкость стремится принять такую форму, при которой ее свободная поверхностная энергия была бы наименьшей. Общая поверхностная энергия капли равна произведению поверхностного натяжения на границе фаз на величину поверхности раздела обеих фаз. Очевидно, эта энергия будет тем меньше, чем меньше поверхность раздела. Наименьшая поверхность, ограничивающая объем, есть поверхность шара. Поэтому жидкость под действием сил поверхностного натяжения всегда стремится принять форму шара. На этом явлении основаны некоторые методы измерения поверхностного натяжения жидкостей. [c.23]

Заменяя в уравнении Лапласа главные радиусы кривизны этими выражениями и учитывая зависимость капиллярного давления от вертикальной координаты г, получают дифференциальную форму уравнения Лапласа. Интегрирование такого дифференциального уравнения (чаще всего численное) дает строгое математическое описание поверхности равновесной большой капли или пузырька, а также капиллярного мениска в поле силы тяжести. Определение равновесной формы поверхности лежит в основе ряда методов измерения поверхностного натяжения легкоподвижных границ раздела фаз жидкость — газ и жидкость—лсидкость (см. 4). [c.32]

Среди многочисленных методов измерения поверхностного натяжения а известны методы, непосредственно основанные на схеме, приведенной на рис. 28 другие методы связаны с определением среднего размера или веса падающей капли жидкости или с измерением давления р, под которым выдавливается из стеклянного капилляра пузырек газа в жидкость, или капли одной жидкости в другой жидкости (если нужно измерить ai2 на границе двух жидкостей). В растворах для изучения кинетики изменений а иногда измеряется давление, под которым размеры пузырька газа остаются постоянными. [c.76]

При высоких концентрациях полимеров скорость образования адсорбционного слоя несколько увеличивается. С этими результатами хорошо согласуются литературные данные, по которым минимальное значение межфазного поверхностного натяжения водных растворов белков и полимеров на границе с предельным углеводородом достигается в течение нескольких часов [149 . Однако следует отметить, что равновесное значение поверхностного натяжения, измеренное методом висящей капли, устанавливается раньте достижения предельного значения межфазной прочности. Например, для сывороточного альбумина, яичного альбумина и лизоцима равновесное значение поверхностного натяжения достигалось примерно через 30 жик, а предельное значение прочности— через 2—3 час. Это указывает на то, что метод определения Ps более чувствителен к изменениям, происходящим в межфазных слоях, чем метод измерения поверхностного натяжения. [c.213]

Динамические методы измерения поверхностного натяжения [18, 109] из-за сложности применяются мало. Поэтому мы упомянем только один из них, примененный недавно для определения поверхностного натяжения расплавов полимеров, — метод вращающейся капли [206—208]. Метод основан на фиксации изменения формы капли от сферической к цилиндрической при [c.75]

Это довольно точный и, возможно, наиболее распространенный лабораторный метод измерения поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — воздух и жидкость — жидкость. Методика измерения заключается в следующем (рис. 1-13) на конце трубки формируют капли и собирают капающие капли в контейнер до тех пор, пока можно будет достаточно точно определить вес, приходящийся на одну каплю. [c.22]

Помимо исследования пространственных структур в растворах и студнях желатины (трехмерные структуры) мы изучали образование и структурно-механические свойства поверхностных (двухмерных) слоев желатины, самопроизвольно образующихся на границе раздела фаз. Двухмерное состояние белков имеет важное биологическое значение. Был разработан удобный и достаточно точный статический метод измерения поверхностного натяжения белковых растворов по определению размеров большой лежачей капли или пузырька 103, 104]. С помощью этого метода изучена кинетика понижения поверхностного натяжения водных растворов желатины в зависимости от концентрации и pH среды. Весьма специфичной оказалась зависимость поверхностного натяжения от pH (максимум при рН = 3 и минимум при рН = 4,9) в кислой области и изоэлектрической точке наблюдается значительно большие снижения поверхностного натяжения, чем в щелочной среде. Изучена кинетика образования и дальнейших структурных изменений адсорбционного слоя желатины — весьма медленных процессов. В ходе этих исследований был разработан новый метод и аппаратура для изучения процессов адсорбции и десорбции поверхностно-активных веществ на жидкофазных границах (Р. А. Кульман) [103]. [c.400]

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]

Квазистатический режим образования капель исследован достаточно подробно в связи с использованием этого режима в известном методе измерения поверхностного натяжения. Отрывной объем капли обычно определяют по уравнению [84, 85] [c.56]

В кратком обзоре методов измерения поверхностного натяжения авторы не касаются вопросов их применения и критической оценки. Между тем для правильного выбора метода исследования растворов мицеллообразующих полуколлоидных и типичных коллоидных поверхностноактивных веществ решающее значение имеет учет явлений, определяющих кинетику установления равновесных (наименьших) значений поверхностного натяжения. Эта кинетика вызывается малой скоростью процесса формирования адсорбционных слоев, связанного с диффузией молекул из объема к поверхности, ориентацией их в слое и другими явлениями. Из этого следует, что для измерения поверхностного натяжения растворов мыл необходимы истинно статические методы (например, метод лежачей или висячей капли), не зависящие от условий смачивания раствором стенок прибора. Однако и некоторые полустатические методы вполне пригодны для этой цели, обладая при этом преимуществом простоты и удобства измерений. К ним относятся I) метод наибольшего давления образования пузырей или капель, 2) метод определения веса капли и 3) метод отрыва кольца, (последний применим только для границы раствор — воздух.) См. Физические методы органической химии, под редакцией А. Вайсбергера, т. 1, Издатинлит, М., 1950, гл. VI. —Прим. ред. [c.260]

Эта группа методов измерения поверхностного натяжения используется гораздо реже, чем статические методы, так как исследование жидких поверхностей, находящихся в движении, представляет значительные трудности и расчеты поверхностного натяжения довольно сложны. Когда капля жидкости падает, отрываясь от конца трубки, она начинает колебаться, периодически изменяя свою форму и сплющиваясь то вдоль одной оси, то вдоль другой. Исследуя при помощи ускоренной киносъемки скорость колебаний и изменения формы капель, рассчитывают поверхностное натяжение [58]. [c.266]

При исследовании адгезионных свойств состава МК-1 для него были определены следующие показатели поверхностное натяжение, краевой угол смачивания, способность сохранять на поверхности металла непрерывный слой, работа адгезии. Измерение поверхностного натяжения производилось на границе с воздухом с помощью прибора Ребиндера [66], а измерение краевого угла смачивания - при помощи универсального проекционного аппарата с оптической скамьей по методу "лежащей капли" [71 ]. Работу адгезии вычисляли по уравнению Дюпре - Юнга [71 ] [c.47]

Независимость от угла смачивания делает этот метод удобным для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидкостей, так как при этом угол смачивания не равен нулю, а может иметь любые значения. В этом случае капля одной жидкости выдавливается в другую жидкость (Ребиндер, 1926 г.). [c.120]

Динамические методы. Среди рассмотренных методов определения поверхностного натяжения только метод капиллярного поднятия и метод равновесной формы капли или пузырька полностью статичны, а в остальных методах измерение связано с более или менее быстрым изменением величины поверхности. Несмотря на это, динамическими принято называть только такие методы, в которых поверхностное натяжение измеряется при ритмичных колебаниях поверхности жидкости. Такие колебания возникают в струях, при деформации капель, а также на поверхности возмущаемой жидкости. Во всех этих случаях стремление жидкости уменьшить свою свободную поверхность, мерой чего является поверхностное натяжение, противодействует увеличению поверхности. Если под [c.121]

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]

Метод счета капель (сталагмометрический метод). Этот метод определения поверхностного натяжения заключается в измерении объема или веса капли, медленно отрывающейся от кончика вертикальной трубки радиуса R. [c.25]

Для измерения поверхностного натяжения индивидуальных жидкостей пригодны все методы, поскольку между результатами, полученными статическими и динамическими способами, нет заметной разницы. У растворов же результаты измерений о разными методами могут сильно отличаться из-за медленного установления равновесного распределения растворенных веществ между свеже-образованной поверхностью и объемом раствора. Это в особенности относится к растворам мицеллообразующих и высокомолекулярных ПАВ (белковые вещества, сапонины, высшие гомологи мыл). Получение в таких растворах равновесных значений поверхностного натяжения требует применения статических методов. Пригодны и некоторые из полустатических методов, например методы отрыва кольца, счета капель, наибольшего давления пузырьков и др. При простоте и удобстве работы эти методы дают вполне удовлетворительные результаты, если измерения проводят таким образом, что время формирования новой поверхности в виде капли является достаточным для установления концентрационного равновесия. В растворах низкомолекулярных ПАВ равновесные значения а обычно достигаются менее чем за минуту для растворов ПАВ более сложной структуры на установление равновесия может потребоваться до нескольких десятков минут в связи с медленной диффузией их молекул. Таким образом, для правильного выбора метода исследования необходимо учитывать кинетику установления равновесных, т. е. наименьших, значений поверхностного натяжения. [c.311]

Измерение поверхностного натяжения сталагмометрическим методом основано па том, что в момент отрыва капли от нижнего конца вертикальной трубки вес капли д уравновешивается силой поверхностного натяжения Р (см. рис. 11.1), которая действует вдоль окружности шейки капли и препятствует ее отрыву. В первом приближе-иии можно считать, что [c.67]

Цель работы. 1. Ознакомление с измерением поверхностного натяжения методом взвешивания отрывающейся капли. [c.119]

А. ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ПО МЕТОДУ ОТРЫВАЮЩЕЙСЯ КАПЛИ [c.119]

В основу методов определения поверхностного натяжения расплавов положено измерение энергии и силы разрыва межмолекулярных связей. Такой подход реализован практически во всех наиболее часто используемых методах, к числу которых относятся метод отрыва капель, метод отрыва кольца или цилиндра и др. Все они предполагают разрыв жидкости по определенному сечению. При расчете ст используется соотношение АР=а1, где Д/—масса капли или сила отрыва кольца от поверхности / — периметр поверхности разрыва. [c.114]

Статическими методами определяется поверхностное натяжение практически неподвижных поверхностей, образованных задолго до начала измерений и поэтому находящихся в равновесии с объемом жидкости. К этим методам относится метод капиллярного поднятия и метод лежащей пли висящей капли (пузырька). [c.21]

Известно, во-первых, что измерение поверхностного натяжения растворов ПАВ дает различные результаты в зависимости от скорости образования поверхности раздела, на которой измеряется а. Так, с уменьшением скорости образования капель в сталагмометрическом методе измеряемые значения а понижаются, достигая некоторого наименьшего и постоянного значения при времени образования одной капли 1,5—2 мин. В случае растворов поверхностно-активных высокомолекулярных веществ (желатина, агар и др.) это время достигает 40—60 мин. [c.107]

Поверхностное натяжение жидкостей легко определяют прямым экспериментальным путем. Описанные в литературе многочисленные методы измерения поверхностного натяжения на жидких (подвижных) поверхностях раздела подразделяют на три основные группы 1) статические (методы капиллярного по,анятия и лежачей или висячей капли) 2) полустатические [методы максимального давления пузырька (капли), отрыва кольца, отрыва пластинки, взвешивания или счета капель] 3) динамические (методы капиллярных волн, колеблющихся струй). [c.310]

В литературе описаны различные методы измерения поверхностного натяжения силикатных расплавов это методы — веса капель, прилипающего цилиндра, сидящей капли, максимального давления в газовых пузырьках, сокращения длины нити из испытуемого стекла и другие. Результаты измерений для стекол, близких по своему составу, полученные различными исследователями при использовании одного и того же метода, часто значительно расходятся. Так, методом прилипающего цилиндра для стекла, имеющего состав 73% SiOa, 16% N320 и 10% СаО, поверхностное натяжение з было найдено равным 163 дин см, другой исследователь для того же стекла тем же методом нашел а =260 дин см-, методом веса капель для натриеео-кальциево-кремнеземных стекол примерно одинакового состава были получены значения зг = 150 и о 450 дин см Объясняется это и сложностью самих измерений и трудностью правильного > ета необходимых поправок при выполнении опыта и при расчетах. В практике советских исследователей были использованы методь веса капель и прилипающего цилиндра. [c.108]

Непосредственно вычислить коэффициент растекания масел при помощи уравнения Гаркипса невозможно, так как неизвестен метод измерения поверхностного натяжения твердого тела на границе с жидкостью, а поверхностное натяжение твердого тела на границе с воздухом оценивается лишь приближенно. S определяют как разность работы адгезии Wa и работы когезии W В свою очередь Wa = <Тж-г(1 4- os 0), а VF = 2a .r, О — краевой угол смачивания, образуемый поверхностью твердого тела и касательной к поверхности капли жидкости, помещенной на это твердое тело (см. рис. 209). Величина краевого угла является [c.461]

С м и р н о в Ю. С. и др. Измерение поверхностного натяжения на границе нефть — раствор ПАВ методом взвешивания капли. Труды Гипровостокнеф-ти, вып. X, Сбор, транспорт, подготовка нефти и автоматизация нефтепромыслов . М., изд-во Недра , 1967, стр. 109. [c.13]

Сталагмометрически ) метод. Определение поверхнос ного натяжения этим методом заключается в измерении объема или веса капли жидкости, медленно отрывающейся от кончика капилляра в нижнем конце сталагмометрической трубки. В основе метода лежит положение о том, что в момент отрыва сила тяжести капли уравновешивается силами поверхностного натяжения Р. Силы поверхностного натяжения действуют вдоль окружности шейки капли и препятствуют ее отрыву. В момент отрыва можно считать, что [c.16]

Методы отрыва. Чтобы оторвать тело от поверхности жидкости, которая его смачивает, необходимо преодолеть те же силы, связанные с поверхностным натяжением, которые действуют и при отрыве капли. Следовательно, методы определения поверхностного натяжения, основанные на измерении силы отрыва тела от жидкости, подобны сталагмометрическому методу. Но они имеют то преимущество, что позволяют подобрать наиболее подходящую форму и размеры тела (платиновая палочка, кольцо или пластинка), так что измерения можно производить быстро и без ущерба для точности. Методы отрыва нашли применение при работе с жидкостями, которые с течением времени не изменяют своего поверхностного натяжения. Гаркинс и Джордэн предложили в 1930 г. таблицы для точного вычисления поверхностного натяжения при отрыве кольца. [c.121]

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

В противоположность методу капиллярного поднятия группа методов, основанных на изучении формы капель и пузырьков в поле силы тяжести, принципиально включает учет отклонения их формы от сферической, т. е. требует интегрирования уравнения Лапласа. При измерении поверхностного натяжения этими методами обычно находят какие-либо характерные геометрические параметры, показывающие степень отклонения поверхности от сферической (например, для капли, изображенной на рис. I—12, ее максимальную ширину max И расстояние И от вершины до максимального сечения ,иах)- Сопоставляя результаты измерений с табулированными значениями этих параметров, полученными численным интегрированием уравнения Лапласа, находят величину поверхностного патя- [c.37]

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]

Прежде обычно калибрировали кончики, выпуская иа них по каплям жидкость известного поверхностного натяжения и принимая, что вес капли пропорционален поверхностному натяжению. Но это допустимо только в том случае, если с имеет одно и то же значение для обеих жидкостей. Из рис. " видно, что применение такого метода легко может привести к ошибкам до 10%. Изящный фотографический способ пепосредственпого измерения ви- [c.53]