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外面静态张力仪简介-www.a0000.com

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外面静态张力仪是用于丈量液体表面张力值的专业丈量仪器,经由过程拉脱法、吊片法、静滴法、躺滴法、扭转液滴法、等密度法、最大气泡压力法和毛细管上升法等等道理,实现准确液体的表面张力值的丈量。同时,应用软件技术,能够测得随时间转变而转变的表面张力值。

外面静态张力仪

外面静态张力仪

 

凡是做用于液体外面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。它发生的缘由是液体跟气体打仗的外面存在一个薄层,叫做外面层,外面层里的份子比液体内部稀少,份子间的间隔比液体内部大一些,份子间的相互作用显示为引力。

表面张力是液体的主要性子,正在常温液体系统中,用它肯定表面活性并盘算表面活性剂正在溶液外面的吸附量,有助于研讨活性剂正在界面历程中所起作用的机理,对处置农业科学研究非常重要。研讨液体表面张力及征象,将其应用于农业生产理论,如配制农药时到场表面活性剂,低落药液的表面张力,加强药液正在动物体表或害虫体表的润湿、展布和附着力。其能够到达进步药效、低落药量、降低成本、削减农药对环境污染的目标。液体表面张力正在土壤改良、肥料、植物保护、水利工程研讨等方面。

 

影响液体表面张力的身分:

内因:

无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多;火的表面张力72.8mN/m(20℃);

有机液体的表面张力皆小于火;露氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大;

露F、Si的液体表面张力最小;

分子量大表面张力大;水溶液若是含有无机盐,表面张力比火大;含有有机物,表面张力比火小。

外因:

温度降低表面张力减小;

压力和表面张力没有干系。

注:液体(0度以上时)表面张力最弱的是酒精。

 

表面张力测定要领

1、毛细管上升法测定道理:将一支毛细管插入液体中,液体将沿毛细管上升,降到肯定高度后,毛细管表里液体将到达均衡状况,液体便不再上升了。此时,液面对液体所施加的向上的拉力取液体向下的力相称。则表面张力:γ=ρghr/(2cosθ)式中γ为表面张力,r为毛细管的半径,h为毛细管中液面上升的高度,ρ为丈量液体的密度,g为本地的重力加速度,θ为液体取管壁的接触角。

2、Wilhelmy盘法用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上,测定当片的底边平行里恰好打仗液面时的压力,由此得表面张力,公式为:

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式中,W总为薄片取液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力,l为薄片的宽度,薄片取液体的打仗的周长近似为2l,φ为薄片取液体的接触角

3、悬滴法悬滴法是凭据正在水平面上天然构成的液滴外形盘算表面张力。正在肯定平面上,液滴外形取液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace公式,形貌正在恣意的一点P曲面表里压差为:

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式中R1,R2为液滴的主曲率半径;z为以液滴极点O为原点,液滴表面上P的垂直坐标;P0为极点

O处的静压力。界说:S=ds/de式中de为悬滴的最大直径,ds为离极点间隔为de处悬滴截面的直径

公式

式中γ为液滴极点O处的曲率半径。此式最早是由Andreas,Hauser和Tucker[15]提出,若相对应取悬滴的S值得到的1/H为已知,便可求出表(界)里张力。运用Bashforth-Adams法,便可算出作为S的函数的1/H值。由于可采用活期拍照或丈量ds/de数值随时间的转变,悬滴法可轻易天用于测定表(界)里张力。

4、滴体积法当一滴液体从毛细管滴头淌下时,液滴的重力取液滴的表面张力和滴头的巨细有关。Tate起首提出了示意液滴重力(mg)的简朴关系式:mg=2πrγ,实行效果注解,现实体积比按式(7)式盘算的体积小很多。因而Harkins便引入了校订因子

公式

则更准确的表面张力能够示意为:

公式

个中m为液滴的质量,V为液滴体积,f为校订因子,可查表获得[16,23]。只要测出数滴液体的体积,应用此式就可计算出该液体的表面张力。

5、最大气泡压力法若正在密度为ρ的液体中,插入一个半径为r的毛细管,深度为t,经毛细管吹入一极小的气泡,其半径正好取毛细管半径相称。现在,气泡内压力最大。凭据拉普拉斯公式,气泡最大压力为:

公式

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6、差分最大气泡压力法差分最大气泡压力法最早是由Sugden于1921年提出去的并提出盘算公式,后经由Cuny和Wolf等的络续革新,道理是:两个同质同径的毛细管插入被测液体中,气泡从毛细管中经由过程后抵达液体中,丈量两个毛细管中气泡的最大压力p1和p2,表面张力是压差的函数,盘算公式为:

公式

 

外面静态张力仪测定道理-www.a0000.com

(1)、表面张力法

表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定,无机离子的存在也不影响测定效果。正在表面活性剂浓度较低时,跟着浓度的增添,溶液的表面张力急剧下落,当抵达临界胶束浓度时,表面张力的下落则很迟缓或住手。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图,曲线转折点相对应的浓度即为CMC。若是正在表面活性剂中或溶液中含有少许长链醇、初级胺、脂肪酸等下表面活性的极性有机物时,溶液的表面张力-浓度对数曲线上的迁移转变能够变得不明显,但泛起一个最低值。那也是用以判别表面活性剂纯度的要领之一。

(2)、电导法

本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定,以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图,曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时,要领的灵敏度大大下落。

(3)、光散射法

光芒经由过程表面活性剂溶液时,若是溶液中有胶束粒子存在,则一部分光芒将被胶束粒子所散射,因而测定散射光强度即浊度可反应溶液中表面活性剂胶束构成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图,正在抵达CMC时,浊度将急剧上升,因而曲线转折点即为CMC。应用光散射法还可测定胶束巨细(水合直径),推想其缔合数等。但测定时应注重情况的清洁,制止尘土的净化。

(4)、染料法

一些有机染料正在被胶团增溶时。其吸收光谱取未增溶时发作显着改动,比方频那氰醇溶液为紫红色,被表面活性剂增溶后成为蓝色。以是只要正在大于CMC的表面活性剂溶液中到场少许染料,然后定量加水稀释至色彩改动便可判断CMC值。接纳滴定起点观察法或分光光度法都可完成测定。关于阴离子表面活性剂,常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G;阳离子表面活性剂可用曙白或荧光黄;非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。接纳染料法测定CMC可果染料的到场影响测定的精确性,特别对CMC较小的表面活性剂的影响更大,别的,当表面活性剂中含有无机盐及醇时,测定效果也不甚正确。

现在另有很多当代仪器要领测定CMC,如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。

 

吊环法外面静态张力仪丈量道理

吊环法是1863年由Wilhelmy起首提出的,厥后,Dognon和Abribat将其革新,测定当打毛的铂片、玻片或滤纸片的底边平行界面并恰好打仗(已离开)界面时的拉力。要知足吊片正好取液面打仗,既可采用离开法,测定吊板离开液面所需取表面张力相对抗的最大拉力,也可将液面迟缓地上升至恰好取天平吊挂已知重量的吊板打仗,然后测定其增量,再求得表面张力的值。

吊环法外面静态张力仪的基本原理是将浸正在液面上的金属环(铂丝制成)离开液面,其所需的最大拉力,即是吊环本身重量加上表面张力取被离开液面周长的乘积。Timberg和Sondhauss起首运用此法,但DuNouy第一次运用扭力天平去测定此最大拉力。Harkins和Jordan引进了校订因子,能够用来测定纯液体表面张力,测定时必需注重其表面张力有工夫效应。另外,将吊环推离液面时要稀奇警惕,以避免液面发作扰动。

如图所示,将一清洁的圆形吊环浸入液体中,然后迟缓天提起吊环,圆形吊环将带起一层液膜。液面膨胀的表面张力f沿液面的切线偏向,角φ称为潮湿角(或接触角)。当继承提起圆形吊环时,φ比赛突变小而靠近为整,这时候所拉出的液膜的里、中两个外面的张力f均垂直向下,设拉起液膜碎裂时的拉力为F,则有:

公式

表面张力系数α取液体的品种、纯度、温度和它上方的气体身分有关。实行注解,液体的温度越下,α值越小;所露杂质越多,α值也越小。只要上述这些前提连结肯定,α值就是一个常数。因而中心局部是正确测定F-m0g,即圆形吊环所遭到向下的表面张力,因而测出表面张力便能够的液体的表面张力系数。

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液体外面静态张力仪的构成-澳门太阳集团城网址

外面静态张力仪由传感器、旌旗灯号疗养器、A/D转换器、微控制器、总线收发器和微型计算机等构成,其体系框图如图所示。

液体外面静态张力仪体系构成

液体外面静态张力仪体系构成

 

吊环法外面静态张力仪存在的题目

1吊环的程度调治难题

吊环正在实行操作过程中必需为程度,不然会引发一'定的系统误差。若是偏向丈量效果将引入偏向为0.5X,偏向2。丈量效果将引入偏向为1.6知8]。吊环的程度调治是经由过程取吊环相连的三根金属吊丝,并用眼睛视察环的下沿距水平面的间隔是不是匀称同等。如许的操纵既不科学也不正确,很容易引发系统误差。提出的解决方案是:正在吊环之上再加一个砝码盘,使吊环取砝码盘合二为一;调水日常平凡正在砝码盘上安排一个水平仪,凭据水平仪调治三根悬线的是非去包管吊环的程度。这类设想存在两个题目:

1〕吊环的程度调治是经由过程调治吊环之上的砝码盘去直接实现的,以是要包管吊环的程度便必需包管砝码盘的底面始终取吊环的空中平行。这类设想正在理论上很容易注释,然则正在工艺建造上却有肯定的难题,很难保证两环的严厉平行,并且也不便于一样平常的维修取管理。

2〕因为液体表面张力皆很小,以是要求吊环的质量皆要只管的沉。若是正在吊环之上再加一个砝码盘,正在原材料稳定的状况下很难掌握整体质量取本来的吊环质量差不多。

2受力巨细局限差别

传感器定标受力巨细局限和丈量拉脱液膜时的受力巨细局限不一致。定标是正在电压大于整的区域内停止的,获得的&值是力敏传感器正在大于整的区域内的灵敏度。而丈量表面张力是力敏传感器上吊挂的吊环,其质量比砝码盘小许多,从而使得实行历程中数字电压表的丈量值为背。

3升降台调治的稳定性题目

吊环的推脱经由过程丝杆螺母的迁移转变让艳服液体的玻璃器皿起落去完成。实行中正在调治起落螺母使载物台下落时,很容易形成仪器的晃悠,致使吊环震惊、摆动等。细小的振动皆能够形成液膜过早天被拉断,也会使力敏传感器挂钩受力不稳定、不竖直,数字电压表显现不稳定,形成实行偏差。

 

 

 

 

 

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液体静态表面张力仪(SensaDyne Surface Tension Meters)

 

静态表面张力仪QC6000

静态表面张力仪QC6000

一样平常特性:

1)相符ASTM D3825-90尺度;

2)该仪器是中等局限的张力仪,带有自力的泡沫活动速度控制器,具有QC3000的根基特性,可更准确天测试更普遍的样品;

3)设想松散,操纵简朴、快速,效果准确;

4)它可获得表面活性剂配方的相干数据,从而停止研发;

5)可停止在线的情况剖析;

6)主动准确测定表面活性剂散布率(Surface Age)测定(从毫秒到分钟);

7)最新软件,主动校订功用;

 

●手艺特性:

1)可调整的泡沫速度:最大:40次泡沫/s;最小:1次泡沫/120s;

2)可简朴按顺序停止表面张力和温度的校订(AutoCal);

3)自力可调治小和大的孔口,以准确调治泡沫速度;

4)表面活性剂(Surface Age)散布率测定(从毫秒到分钟);

5)专利软件停止极点检测:精确度±0.1 Dynes/cm (mN/m);

 

●运用:

A)实验室范畴:

1)研发;

2)质量掌握;

3)Formulation测试;

4)净化测试;

5)快速临界胶束浓度CMC测试;

 

B)产业范畴:

1)质量监控;

2)Formulation检测;

3)净化检测;

4)间歇和一连测试才能;

5)三维界面活性剂/ Formulation特性研讨;

6)电镀槽添加剂的检测和掌握;

7)干净度确认;

2017-05-23 15:09:47  阅读次数:3505
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