表面張力儀

介紹

專業用於測量液體表面張力值的專業測量/測定儀器，通過白金板法（分吊片法以及白金板法而不同）、白金環法、最大氣泡法、懸滴法、滴體積法以及滴重法等原理，實現精確液體的表面張力值的測量。同時，利用軟體技術，可能測得隨時間變化而變化的表面張力值。

作用於液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力。它產生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,叫做表面層,表面層里的分子比液體內部稀疏,分子間的距離比液體內部大一些,分子間的相互作用表現為引力。就象你要把彈簧拉開些，彈簧反而表現具有收縮的趨勢。

分類

表面張力儀根據所使用的技術不同，按測試原理可分為如下幾類：

氣泡壓力法

這也是測定液體表面張力的一種最常用的方法,測定時將一根毛細管插入待測液體內部,從管中緩慢地通入惰性氣體對其內的液體施以壓力,使它能在管端形成氣泡逸出。當所用的毛細管管徑較小時,可以假定所產生的氣泡都是球面的一部分,但是氣泡在生成及發展過程中,氣泡的曲率半徑將隨惰性氣體的壓力變化而改變,當氣泡的形狀恰為半球形時,氣泡的曲率半徑為最小,正好等於毛細管半徑。如果此時繼續通入惰性氣體,氣泡便會猛然脹大,並且迅速地脫離管端逸出或突然破裂。如果在毛細管上連一個U型壓力計,U型壓力計所用的液體密度為P.兩液柱的高度差為△l,那么氣泡最大壓力△Pmax就能通過實驗測定。此時：

特點

此方法與接觸角無關,裝置簡單,測定快速;經過適當的設計可以用於熔融金屬和熔鹽的表面張力測量。由於氣泡法表面張力儀能夠模擬表面活性劑的隨時間的變化情況，並且可以繪製完整的表面張力變化曲線，在工業生產中套用十分廣泛。

吊環法

吊環法是1863年由Wilhelmy首先提出的,後來,Dognon和Abribat將其改進,測定當打毛的鉑片、玻片或濾紙片的底邊平行界面並剛好接觸(未脫離)界面時的拉力。要滿足吊片恰好與液面接觸,既可採用脫離法,測定吊板脫離液面所需與表面張力相抗衡的最大拉力,也可將液面緩慢地上升至剛好與天平懸掛已知重量的吊板接觸,然後測定其增量,再求得表面張力的值。

吊環法的基本原理是將浸在液面上的金屬環(鉑絲製成)脫離液面,其所需的最大拉力,等於吊環自身重量加上表面張力與被脫離液面周長的乘積。Timberg和Sondhauss首先使用此法,但DuNouy第一次套用扭力天平來測定此最大拉力。Harkins和Jordan引進了校正因子,可以用來測定純液體表面張力,測定時必須注意其表面張力有時間效應。此外,將吊環拉離液面時要特別小心,以免液面發生擾動。

特點

由於液膜有一定的厚度,同時由於上拉環也將帶起由於液膜有一定的厚度,同時由於上拉環也將帶起若干液體,並且環的半徑和被拉起的液膜的半徑稍有不同,所以吊環法的精度稍低,