仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >环境监测 > 土壤固体废弃物监测 > 帖子详情

山寨法测液体的表面张力

绿洲

2012/08/01
食品检测

土壤固体废弃物监测

对表面张力最初的认识是小学还是初中课本上说，蚊子等小昆虫能够在水面上行走，是由于表面张力的作用。基于这个最初的认识，我一直以为表面张力是一种非常小的力，想必它的测量是很难的。

近日由于工作需要，要测液体的表面张力。有个大前提：不花钱，办好事。

我查了一定量的资料，决定采用滴体积法测量表面张力。滴体积法测液体表面张力的原理如下：自一毛细管滴头滴下液体时可以发现，液滴的大小（以体积或重量表示）和液体的表面张力有关，研究结果表明，液滴重量W与毛细管滴头半径R有如下的关系

式中F为校正系数，Harkins和Brown等自精确的实验与数学分析方法得出校正系数F与V/R³的关系（V为液滴体积），为滴体积法提供了完全且精确的校正系数F表。F表见附表。

由上述公式，如果能够尽量精确的测得液滴的重量（或体积、密度），滴管口的半径R，则可以结合F表，得到液体的表面张力数值。

因此，要测表面张力，需要有一个装置，能够较自如的控制液体一滴一滴的下落，并且有体积刻度或者配合称重装置。文献中使用的装置如下图：

一看这个图，我就知道它对于我来说是不可能的（还有的文献说要配什么泵之类的）。于是另想办法，理论上能达到使用目的的实验室常用装置有两个：1，微量滴定管，2，吸量管。分别拿来试一下，认为两种管子各有优劣：微量滴定管可以方便调节液体的流速，调好后不受干扰，但是微量滴定管是别的实验室的，要用还得借，而且也怕交叉污染什么的（说表面张力很容易受污染物影响的），另外微量滴定管的最小刻度是0.02ml，而吸量管的最小刻度是0.01ml。吸量管就用1ml的，体积好控制了，1ml放完拉倒，但是需要手动控制液滴的下落，另外，手那个抖啊！抖出来的误差估计也不小。好在经过试验（心态要放平，尽量别抖），我发现这两个办法平行性都还好，用微量滴定管量25滴液体的体积，做了5次，数值分别是1.15ml，1.15ml，1.16ml，1.17ml，1.18ml；用吸量管放1ml液体，测了4次都是24滴。对于我们的实验来说，这个精度足够啦！于是，决定选用吸量管当我的武器。至此，表面张力计算公式中的V算是可以较准确得到了，ρ对于水来说就用1g/ml了，不用那么精确。其他液体浓度很低的话，也用1g/ml，如果偏离较大就测一下，这个不难。G就是9.8N/kg啦。还剩下R和F，而且F还是R与V的函数，知道了R，实验测得V，就可以查表得到F。R怎么测呢？据文献报道，R需要使用显微测量装置测量。您已经猜到了吧，这个显微测量装置对我来说是不可能的。怎么办呢？好在天无绝人之路。有高人专门就这个事发表了文章，使用的是“逼近求法”，这个办法确实是个好办法！思路如下：校正因子F是前人经过精确实验与数学分析方法建立的经验数据，以后又经过一定的改进和补充，逐步得出了现在的方便而完全的校正因子。据此，认为校正因子F是一些“真值”，并结合已知表面张力的液体（30摄氏度下的纯水）拿来反推滴管口径。据文献报道，30摄氏度下，纯水的表面张力为70mN/m，我测的每滴水的体积是0.0417ml，将这两个数据，以及水的密度、重力加速度常数代入上文表面张力计算公式中得：R=0.5838F。下面开始逼近求解。在excel中建立公式，如下：

方法完成！

该方法平行性较好，最主要的误差来源有如下几点：

1 室温是否稳定在30摄氏度；

2 实验室用水的纯度，如果水不够纯，则对后续其他液体的测定会造成较大的影响；

3 滴体积测试时外界的干扰。先使R值在0.1至0.2之间递增，计出相应的V/R³、F值，并根据V/R³在F表中查到对应的F值。如图所示。可见在一系列数据中，R=0.14cm（用红色标出）时，计得的F值与查得的F值最接近。可知，R的真实值应在0.13-0.14cm之间。再使R值在0.13至0.14cm之间递增，重复上述过程，得出当R=0.135cm时，计得的F值与查得的F值最为接近。又令R值在0.134至0.135之间递增，重复上述过程，则查得的F值都是0.2309，说明继续下去没有意义了。因此，取滴管的半径为0.135cm（图中用黄色高亮表示）。

R值得到了，对于每一种待测液体，测得其一滴液体的体积后，可以相应查到F值，并最终计算出该液体的表面张力。

附：滴体积法测定表面张力的校正因子F数值表

参考文献：滴体积测表面张力实验中滴管口径的逼近求法，熊艰，上饶师范学院。

表面活性剂分析和试验法，北原文雄著，毛培坤译。

相关话题

光哥

第1楼2012/08/01

应助工程师

好吧，免费卖给LZ一个信息：其实你完全可以买一套几块钱的一次性输液器来替代你的手动吸量管的，并且一次性输液器上的那个控制

器，我个人觉得所产生的误差应该要小于你那颤抖的小手

PS：搞定了发了原创我要分赃的

0

绿洲

第2楼2012/08/01

看来光哥早盯着原创呢。那个控制器的确是好东西，我也想过，就是不好定量啊！怎么滴出一毫升，有难度。光哥再给想想办法吧！ps字体怎么总是调不好？一会大一会小的，难道是我电脑问题？麻烦官人给整整啊！
光哥(xsh1234567) 发表:好吧，免费卖给LZ一个信息：其实你完全可以买一套几块钱的一次性输液器来替代你的手动吸量管的，并且一次性输液器上的那个控制

器，我个人觉得所产生的误差应该要小于你那颤抖的小手

PS：搞定了发了原创我要分赃的

0

titi

第3楼2012/08/01

字体想调成什么样子啊？我来帮你！

0

光哥

第4楼2012/08/01

应助工程师

好定量啊，拿一个移液管，和输液器体积相当或者稍微大些的。先放一定量的溶液进去，然后把它放在合适的位置，慢慢调节输液器的控制器，让它往下滴。或者也可以想办法把输液器的中间那个膨胀的管去掉，输液器软管直接接到移液管的尖嘴上。
总之想象办法呗。应该不会太难的吧？
avachen(avachen) 发表:看来光哥早盯着原创呢。那个控制器的确是好东西，我也想过，就是不好定量啊！怎么滴出一毫升，有难度。光哥再给想想办法吧！ps字体怎么总是调不好？一会大一会小的，难道是我电脑问题？麻烦官人给整整啊！

0

绿洲

第5楼2012/08/01

全部调整成“中”，行间距也帮我调一下啊！总之现在这样太别扭了，看着顺眼就行！谢谢titi啦。另外怎么主题是“第四届原创”啊，titi又在穿越了……
titi(carollee) 发表:字体想调成什么样子啊？我来帮你！

0

绿洲

第6楼2012/08/01

光哥用输液器整一个发个原创吧，算是咱俩组队了……
光哥(xsh1234567) 发表:好定量啊，拿一个移液管，和输液器体积相当或者稍微大些的。先放一定量的溶液进去，然后把它放在合适的位置，慢慢调节输液器的控制器，让它往下滴。或者也可以想办法把输液器的中间那个膨胀的管去掉，输液器软管直接接到移液管的尖嘴上。
总之想象办法呗。应该不会太难的吧？

0

光哥

第7楼2012/08/01

应助工程师

光哥用输液器整一个发个原创吧，算是咱俩组队了……[/quote]

我只会YY，这个实验我不会呃
avachen(avachen) 发表:[总之想象办法呗。应该不会太难的吧？

0

titi

第8楼2012/08/01

哈哈！光哥属于职业评论者~~

0

墨鲤

第9楼2012/08/01

前来学习一下

0

熙熙

第10楼2012/08/22

来学习的赞一个

0

近期热榜

热门活动

猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐

品牌合作伙伴

日立科学仪器

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

日本电子株式会社

赛默飞世尔科技

马尔文帕纳科

上海仪电科仪

梅特勒托利多

布鲁克核磁

举报帖子

点赞用户

好友列表

加载中...

正在为您切换请稍后...