液體表面張力的測定方法分靜態法和動態法。靜態法,有毛細管上升法、DuNouy吊環法、Wilhelmy盤法、旋滴法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓力法;動態法有旋滴法、震蕩射流法和懸滴法等。其中毛細管上升法和最大氣泡壓力法不能用來測液-液界面張力。Wilhelmy 盤法,最大氣泡壓力法,振蕩射流法可以用來測定動態表面張力。
1、 滴重法:滴重法也叫做滴體積法,這種反分法比較精確而且簡便。其基本原理是:自一毛細管滴頭滴下液體時,液滴的大小與液體的表面張力有關,即表面張力越大,滴下的液滴也越大,二者存在關系式:W=2πRγf (1);γ=W/(2πRf} (2)式中,W為液滴的重量;R為毛細管的滴頭半徑,其值的大小由測量儀器決定;f為校正系數。一般實驗室中測定液滴體積更為方便,因此式(2)又可寫為:γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3)式中,V為液滴體積;ρ為液體的密度;f為校正因子。對于特定的測量儀器和被測液體,R和ρ是固定的,在測量過程中,只要測出數滴液體的體積, 就可計算出該液體的表面張力。
2、毛細管上升法:將一支毛細管插入液體中,液體將沿毛細管上升,升到一定高度后,毛細管內外液體將達到平衡狀態,液體就不再上升了。此時,液面對液體所施加的向上的拉力與液體總向下的力相等。則γ=1/2 ρl−ρg ghrcosθ (1)式中γ為表面張力;r為毛細管的半徑;h為毛細管中液面上升的高度;ρl為測量液體的密度;ρg為氣體的密度(空氣和蒸氣;g為當地的重力加速度;θ為液體與管壁的接觸角。若毛細管管徑很小,而且θ=0時,則上式(1)可簡化為γ=12ρghr (2)
表面張力儀的測試原理是什么?
表面張力儀是以鼓泡法為原理的表面張力儀。通過液體分子間的吸引力,液體里面的空氣氣泡同樣會受到這些吸引力的作用,譬如氣泡在液體中形成會受到表面張力的擠壓。氣泡的半徑越小,它所有的壓力就越大。通過與外部氣泡相比,增加的壓力可用于測量表面張力。空氣經由毛細管進入液體,隨著氣泡形成外凸,氣泡的半徑也隨之連續不斷的減小。這個過程壓力會上升到值,氣泡半徑小。此時氣泡的半徑等于毛細管半徑,氣泡成半球狀。此后,氣泡破裂并脫離毛細管,新氣泡繼續形成。把過程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來,我們就可以用它來計算出表面張力。