『壹』 常用表面张力的测定方法
测定表面张力有以下几种方法。
(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结果。在表面活性剂浓度较低时,随着浓度的增加,溶液的表面张力急剧下降,当到达临界胶束浓度时,表面张力的下降则很缓慢或停止。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。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时,溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显,但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。
(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,方法的灵敏度大大下降。
(3)光散射法 光线通过表面活性剂溶液时,如果溶液中有胶束粒子存在,则一部分光线将被胶束粒子所散射,因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图,在到达CMC时,浊度将急剧上升,因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径),推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净,避免灰尘的污染。
(4)染料法 一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变,例如频那氰醇溶液为紫红色,被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料,然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。对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红或荧光黄;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。采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性,尤其对CMC较小的表面活性剂的影响更大,另外,当表面活性剂中含有无机盐及醇时,测定结果也不甚准确。
目前还有许多现代仪器方法测定CMC,如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。
『贰』 怎么判断物质表面张力大小
(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结果。在表面活性剂浓度较低时,随着浓度的增加,溶液的表面张力急剧下降,当到达临界胶束浓度时,表面张力的下降则很缓慢或停止。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。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时,溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显,但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。
(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,方法的灵敏度大大下降。
(3)光散射法。光线通过表面活性剂溶液时,如果溶液中有胶束粒子存在,则一部分光线将被胶束粒子所散射,因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图,在到达CMC时,浊度将急剧上升,因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径),推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净,避免灰尘的污染。
(4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变,例如频那氰醇溶液为紫红色,被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料,然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。对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红或荧光黄;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。采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性,尤其对CMC较小的表面活性剂的影响更大,另外,当表面活性剂中含有无机盐及醇时,测定结果也不甚准确。
目前还有许多现代仪器方法测定CMC,如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。
『叁』 测定表面张力的常用方法有哪些
毛细管上升法、Wilhelmy盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法
『肆』 如何测液体的表面张力
液体表面张力系数的测定
液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数.测量液体的表面张力系数有多种方法,拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一.该方法的特点是,用秤量仪器直接测量液体的表面张力,测量方法直观,概念清楚.用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3~1×10-2 N之间,因此需要有一种量程范围较小,灵敏度高,且稳定性好的测量力的仪器.近年来,新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高,稳定性好,且可数字信号显示,利于计算机实时测量,为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解,在对水进行测量以后,再对不同浓度的酒精溶液进行测量,这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象,从而对这个概念加深理解。
[实验目的]
1.用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数
2.学习力敏传感器的定标方法
[实验原理]
测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法.若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即
F=α·π(D1十D2 ) (1)
式中,F为脱离力,D1,D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数.
硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥,当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正此,即
△U=KF (2)
式中,F为外力的大小,K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度,△U为传感器输出电压的大小。
[实验装置]
图14-1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表.其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。
图14-1 液体表面张力测定装置
[实验内容]
一、必做部分
1、 力敏传感器的定标
每个力敏传感器的灵敏度都有所不同,在实验前,应先将其定标,步骤如下:打开仪器的电源开关,将仪器预热。(2)在传感器梁端头小钩中,挂上砝码盘,调节电子组合仪上的补偿电压旋钮,使数字电压表显示为零。(3)在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码,记录相应这些砝码力F作用下,数字电压表的读数值U.(4)用最小二乘法作直线拟合,求出传感器灵敏度K.
2、 环的测量与清洁
(1)用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2 (关于游标卡尺的使用方法请阅实验1)
(2)环的表面状况与测量结果有很大的关系,实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20-30秒,然后用净水洗净。
3、液体的表面张力系数
(1)将金属环状吊片挂在传感器的小钩上,调节升降台,将液体升至靠近环片的下沿,观察环状吊片下沿与待测液面是否平行,如果不平行,将金属环状片取下后,调节吊片上的细丝,使吊片与待测液面平行。
(2)调节容器下的升降台,使其渐渐上升,将环片的下沿部分全部浸没于待测液体,然后反向调节升降台,使液面逐渐下降,这时,金属环片和液面间形成一环形液膜,继续下降液面,测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。
△U=U1-U2
(3)将实验数据代人公式(2)和(1),求出液体的表面张力系数,并与标准值进行比较。
二、选做部分
测出其他待测液体,如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓泄劲时的表面张力系数
三、实验数据和记录
1、传感器灵敏度的测量
表14-1
砝码/g
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
电压/mV
经最小二乘法拟合得K=_______mV/N,拟合的线性相关系数r=__________
2、水的表面张力系数的测量
金属环外径D1=_________cm,内径D2=_______ cm, 水的温度:θ=________τ.
表14-2
编号
U1/mV
U2/mV
△U/mV
F/N
A/N.m-1
1
2
3
4
5
平均值: =_______N/m
附:水的表面张力系数的标准值:
A/N.m--1
0.074 22
0.073 22
0.072 75
0.071 97
0.071 18
水的温度t/C
10
15
20
25
30
『伍』 怎样测出表面张力的大小 Rt.求最简单的方法。
表面张力是由物态内部的分子(或原子)间的相互吸引力导致的,拿液体为例,液体内部分子之间的吸引力一般比气体中分子之间或气体与液体之间的分子之间的吸引力要大。表面张力的起因实际上是界面所造成的不对称,是一个位于表面内的力。严格地说表面是指液体与其本身的饱和蒸汽间形成的特殊相界面,而界面则是通指一液体与另一互不相如溶的液体(或流体)之间形成的相界面。这里提到的内容既适用于表面,也适用于界面,所以二者不严格区分,除非特殊提及。
要扩大一个一定体积的液体的表面,那么需要向这个液体作功。表面张力被定义为在扩大一单位面积的液体表面时所要作的功,因此表面张力也可以被看作是表面能的密度。
表面张力是一种物理效应,它使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积,就好像它是一层弹性的薄膜一样。其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。由于球面是同样体积下面积最小的几何形状,因此在没有外力的情况下(比如在失重状态下),液体在平衡状态下总是呈球状。
表面张力的存在使得一表面/界面两边的压力不再相同,这一压力差的大小取决于界面张力及届面的曲率, 可用杨-拉普拉斯(Young-Laplace)公式来描述:
液体的表面/界面张力可直接测量。测量的方法大多基于对表面/界面施加一外力,从而引起其变化,通过测量施加的力和/或其变化的程度,就可计算出表面/界面张力的值。
表面/界面张力的测量方法可根据直接测量的物理量分为:
1.力测量法
2.压力测量法
3.界面形状分析法
力测量法通常是运用一探针使其与待测的界面接触,然后通过一天平来测量施加/作用在探针上的力。为了保证界面在探针表面上的润湿性,探针通常由金属(如Platinum)制成。常见的方法有:
1.挂环法(Du Nouy Ring method):这可能是测量表面/界面张力的最经典方法,文献上报道的许多液体的表/界面张力值是用这一方法测得,它甚至可以在很难浸湿的情况下被使用。用一个初始浸在液体的环从液体中拉出一个液体膜(类似肥皂泡),同时测量提高环的高度时所需要施加的力。
2.威廉米平板法(Wilhelmy Plate method):这是一种很普遍的测量方法,尤其适用于长时间测量表面张力的测量。测量的量是一块垂直于液面的平板在浸湿过程中所受的力。
其实也可以用其它几何形状的探针如圆棒,球等来代替平板,测量原理相同,被称为改变威廉米平板法(Modified Wilhelmy Plate method)。
压力测量法是通过测量界面两边(两相)的压力差,然后运用上述的杨-拉普拉斯(Young-Laplace)公式来计算表面张力。见的方法有:
1.毛细管升高法:当液体与毛细管管壁间的接触角小于90度时(浸润的),管内的液面成凹面,弯曲的液面对于下层的液体施加负压力,导致液面在毛细管中上升,直到压力平衡为止。通过测量液面升高的高度,及已知毛细管内径和液体与毛细管管壁间的接触角(通常默认为是0),就可计算出表面张力。这是一很经典及直观的方法,所以经常被用来作为教学示范和学生实验。
2.最大气泡法:泡刚形成时,由于表面几乎是平的,所以曲率半径R极大;当气泡形成半球形时,曲率半径R等于毛细管半径r,此时R值最小。随着气泡的进一步增大,R又趋增大,直至逸出液面。测得了气泡成长过程中的最高压力差,在已知毛细管半径的情况下就能计算出表面张力。
本方法非常适用于测量表面张力随时间的变化,所谓的动态表面张力。
界面形状分析法是基于对一处于力平衡状态的界面的形状的分析,是一种光学分析法。
1.悬滴法/座滴法:适用于界面张力和表面张力的测量。也可以在非常高的压力和温度下进行测量。测量液滴的几何形状。详细描述参见这里。
2.旋转滴法:可用来测定表/界面张力,尤其适应于低范围(0.1mN/m以下)界面张力的测量。测量的值是一个处于比较密集的物态状态下旋转的液滴的直径或总体几何形状。
3.(液滴)体积/重量法:非常适用于动态地测量表/界面张力。测量的值是一定体积的液体分成的液滴数量(或平均每个液滴的体积或重量)。
液滴体积/重量法其实是悬滴法的一种极端情况:悬滴的体积/重量增大到无法再由表/界面张力来支撑时,导致表/界面撕裂而掉下。但掉下的并不是整个液滴的全部,有部分剩留在毛细管/针管管端口上,这使得掉下的液滴的体积/重量无法精确计算,需要加入经验校正因子。
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『陆』 【求助】乳液的表面张力如何测定
可以采用滴管将乳液滴在有刻度的纸面上,看其在一定时间的铺展情况。这专种方法不能得属到具体值,但可以作为参考。wubaoyi(站内联系TA)看下物理化学关于表面张力的这章,应该可以找到答案:cool::cool::cool:zhentian1983(站内联系TA)好像接触角的仪器也可以测定表面张力的,你可以再看下去海边小石头(站内联系TA)KRUSS tensiometer
『柒』 表面张力的测定方法有哪些
一、 测定方法
液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。
静态法,有毛细管上升法、吊环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。Wilhelmy 盘法,最大气泡压力法,振荡射流法可以用来测定动态表面张力。
静态法测定表面张力
1、 滴重法
滴重法也叫做滴体积法,这种反分法比较精确而且简便。其基本原理是:自一毛细管滴头滴下液体时,液滴的大小与液体的表面张力有关,即表面张力越大,滴下的液滴也越大,二者存在关系式:
W=2πRγf (1)
γ=W/(2πRf} (2)
式中,W为液滴的重量;
R为毛细管的滴头半径,其值的大小由测量仪器决定;
f为校正系数。一般实验室中测定液滴体积更为方便,
因此式(2)又可写为:
γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3)
式中,V为液滴体积;ρ为液体的密度;f为校正因子。
对于特定的测量仪器和被测液体,R和ρ是固定的,在测量过程中,只要测出数滴液体的体积, 就可计算出该液体的表面张力。
2、毛细管上升法
将一支毛细管插入液体中,液体将沿毛细管上升,升到一定高度后,毛细管内外液体将达到平衡状态,液体就不再上升了。此时,液面对液体所施加的向上的拉力与液体总向下的力相等。则
γ=1/2 ρl−ρg ghrcosθ (1)
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;ρl为测量液体的密度;ρg为气体的密度(空气和蒸气;g为当地的重力加速度;θ为液体与管壁的接触角。若毛细管管径很小,而且θ=0时,则上式(1)可简化为
γ=12ρghr (2)
『捌』 测定表面张力的方法有哪些
液体表面来张力的测定方自法分静态法和动态法。
静态法有毛细管上升法、nouy吊环法、wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;
动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。
其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液液界面张力。
wilhelmy
盘法,最大气泡压力法,振荡射流法
可以用来测定动态表面张力。另外还有许多现代仪器方法测定cmc,如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。
『玖』 肌张力检查方法
你好,我是学医的,希望我的解答可以解除你的困惑,肌张力检查是神经内内科常用的,检查时嘱容患者肌肉放松,触摸感受肌肉硬度,并被动屈伸肢体感受阻力。肌张力降低可以感受患者肌肉弛缓柔然,肌张力增高,可以感受患者肌肉僵硬,关节活动范围小
『拾』 表面张力测试仪如何测量表面张力
表面张力的测量可以表面张力测试仪进行。这些仪器基于测量施加在位于液-气或液-液界面处的探头上的力。探针连接到非常敏感的天平,并且感兴趣的液体界面与探针接触。当探针与液体表面相互作用时,通过天平测得的力可用于计算表面张力,取决于以下因素:探针的尺寸和形状,探针与液体之间的接触角以及液体的表面张力,探头的大小和形状易于控制,探针通常由铂制成,这有助于确保探针与要研究的液体之间的接触角为零。通常使用两种配置的探针。
杜努伊环法
该方法利用铂环作为探针。通过移动放置液体容器的平台,将环浸没在界面下方。浸入后,平台高度逐渐降低,环最终通过界面拉出并带来弯月形的液体。如果将容器进一步降低,则弯液面最终会从环上撕下。在此事件之前,弯液面的体积(以及所施加的力)会通过最大值,并在实际撕裂事件之前开始下降。
表面张力的计算基于最大力的测量。环的浸入深度和环在经历最大拉力时升起的高度与该技术无关。原始计算基于具有无限直径(或金属丝)的环,并且未考虑由于环的一侧与另一侧接近而被拉起的多余液体。由于表面张力而是毛细作用力,位于环正下方的部分流体不在此处。但是,这种液体会影响天平给出的力读数,从而使测得的表面张力值增加约7%。如今,全自动张力测定仪通常会使用校正因子来减去和说明这种多余的液体。
威廉平板法
该方法利用粗糙的铂金板作为探针。该技术的计算基于与液体接触的完全润湿的板的周长。在这种方法中,探头相对于表面的位置很重要。当液体表面与探针接触时,仪器将通过记录探针上的力变化来检测确切的接触时刻。因此,该位置将被标记为“零浸入深度”。然后将板浸入低于该值的设定深度(通常在界面处几毫米)。当板稍后返回到浸入深度为零时,将记录力。影响威廉米悬片的力可以写成F= γlPcosθ,其中γl是液体的表面张力,P是板的周长(P = 2w + 2t),θ是板与液体之间的接触角。如假定完全润湿,接触角是0和COSθ= 1。然后,表面张力可被计算为γl = F/P 的威廉平板法测量也可在所谓的静态或连续模式,其中威廉米悬片保持在完成在整个测量周期中都与液体接触。
铂金棒
上述两种方法都需要使用相对大量的液体(通常大于10毫升)以确保探针完全润湿。可以使用较小直径的样品容器来减少所需的总体积。但是,有一个限制。当样品容器和探头的边缘太近时,液体和容器边缘之间形成的弯液面会影响平衡。为避免此问题,用户必须在探头和样品容器侧壁之间留出足够的空间,大约2毫米左右。
与这些技术中的任何一种一样,测量的精确度受测量探针几何形状的精确度的影响。铂棒的测量精度可能会小于杜努伊环法或威廉平板法,这会导致表面/界面张力结果的误差更大。因此,仅在样品量有限的情况下才建议使用铂棒法。该方法和计算基于与威廉平板法相同的原理。
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