生活中我们或许会看到液体能够超过杯口而不溢出,水黾在水面游走而不会下沉,红酒在酒杯上形成“酒泪”其实这都是表面张力引起的自然现象。由于液体内部分子合力为零,而表面层分子受到液体与空气不平衡的力。从力学观点来看,液体表面张力就是张紧的液体表面的收缩力,它存在于液体表面上的任何部分,其方向是切于液面而垂直于作用线指向液面缩小的方向上的单位长度上的收缩力,其单位通常以mN/m表示。
环法是最为经典的用于表面张力测量的通用方法。由于时间悠久,至今很多表面张力相关的标准都是通过环法测量。环一般由铂铱材料制成,一方面保证其一定坚固性防止损坏,一方面赋予较大的表面能,使其易于润湿。由于表面张力液体表面可以被环拉出一定高度的液膜。天平将检测到的最大拉力,此时液体与环的接触角为零,垂直方向上只有液体的表面张力以及天平拉力,由此算出表面张力。
KRÜSS仪器:K100 K20
通常板法测量要优于环法,通过连接天平的铂金板测量接触液面时液体爬升的力来测量液体表面张力。此时无需拉膜,是一种绝对静态的测量方法。测试时速度较快,而且无需误差校正。
KRÜSS仪器:K100 K20
当液滴稳定悬挂在一定直径的针头下方会形成一定形状。具体形状取决于液体重力与表面张力的平衡值,一般为梨型。若已知密度即可根据形状计算液体的表面张力。当外相和内相为已知密度的不同物质时,亦可计算界面张力。此方法同样用于高温高压等极端条件的测量。
KRÜSS仪器:DSA100 DSA30 DSA25
旋转滴法是测量超低界面张力(最小至10的负6次方)的最佳方法。在重相中注入轻相,通过旋转,轻相会由于离心力拉伸,由于表面张力的收缩力在一定条件下达到平衡。此时可通过相机扑捉液滴形状计算两相之间的界面张力。
KRÜSS仪器:SDT
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