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液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,叫做界面層,界面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大一些,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力,使液體表面積縮小。就象你要把彈簧拉開些,彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢,而這種表面作用力稱為液體界面張力。界面張力儀常用的測試方法有白金板法、白金環(huán)法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓法等幾種方法。接下來簡單介紹一下其中常用白金環(huán)法。
白金環(huán)法又稱du Nouy Ring method,du Nouy環(huán)法,圓環(huán)法。白金環(huán)法的測量方法為:將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi);白金環(huán)慢慢地往上提升,即液面相對而言下降,使得白金環(huán)下面形成一個液柱,并最終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法就是去感測一個最高值,而這個最高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時。這個最高值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個方法很早被使用,故而原有表面張力測定儀基本均采用這種方法,現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測得。白金環(huán)法的測試步驟為:
1.白金環(huán)懸掛在液體表面之上,并且已歸零
2. 白金環(huán)剛開始接觸到液體表面,由于白金環(huán)此時接觸到的是液體表面那層薄膜;此時顯示屏開始顯示數(shù)值。(顯示數(shù)字很小或是負(fù)的)
3. 白金環(huán)開始浸入到液體內(nèi)部,由于表面張力的作用顯示數(shù)值開始變大
4. 白金環(huán)浸入到液體內(nèi)5mm處停止,此時顯示的數(shù)值是液體對兩根連接白金環(huán)金屬絲的表面張力的作用。(數(shù)值的大小取決于金屬絲直徑大小)
5. 開始緩慢下降樣品臺
6. 顯示屏上的數(shù)值在逐漸變大
7. 隨著樣品臺的緩慢下降,白金環(huán)在液體表面之上形成一柱液體薄膜。此時顯示的數(shù)值已到達(dá)最大
8. 最終白金環(huán)與液體脫離、液體薄膜破裂,顯示數(shù)值減小
界面張力儀基于白金環(huán)法,測量各種液體的表面張力(液-氣相界面)及液體的界面張力(液-液相界面)。此方法具有操作簡單,精確度高的優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。廣泛用于電力、石油、化工、制藥、食品,教學(xué)等行業(yè)。