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泡壓法表面張力儀的概述

來源:coco5517 瀏覽 1622 次 發布時間:2022-10-13

又稱泡壓法表面張力儀,BPA表面張力儀。其基本原理為A為表面張力儀,其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm~0.5mm的毛細管,B為充滿水的抽氣瓶,C為U型壓力計,內盛比重較小的水或酒精、甲苯等,作為工作介質,以測定微壓差。


將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中,使F管的端面與液面相切,液面即沿毛細管上升,打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣,毛細管內液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力,當此壓力差—附加壓力(Δp=p大氣-p系統)在毛細管端面上產生的作用力稍大于毛細管口液體的表面張力時,氣泡就從毛細管口脫出,此附加壓力與表面張力成正比,與氣泡的曲率半徑成反比,其關系式為:Δp=2σ/R,式中,Δp為附加壓力;σ為表面張力;R為氣泡的曲率半徑。如果毛細管半徑很小,則形成的氣泡基本上是球形的。當氣泡開始形成時,表面幾乎是平的,這時曲率半徑最大;隨著氣泡的形成,曲率半徑逐漸變小,直到形成半球形,這時曲率半徑R和毛細管半徑r相等,曲率半徑達最小值,根據上式這時附加壓力達最大值。氣泡進一步長大,R變大,附加壓力則變小,直到氣泡逸出。


根據上式,R=r時的最大附加壓力為:Δp最大=2σ/r或σ=(r/2)Δp最大。實際測量時,使毛細管端剛與液面接觸,則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力,這樣就可直接用上式進行計算。當用密度為ρ的液體作壓力計介質時,測得與Δp最大相適應的最大壓力差為Δh最大則:σ=(r/2)ρgΔh,當將(r/2)ρg合并為常數K時,則上式變為:σ=KΔh,式中的儀器常數K可用已知表面張力的標準物質測得。


缺點:(1)這種表面張力儀通常用于分析表面活性劑反應速度快的樣品的測值,如毫秒級的,另一種應用是用于現場估算用。但一定要注意毛細管內壁的清洗與否一定會影響到測值結果的。(2)壓力傳感器的精度會影響到測值。

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