Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей

(71) Всесоюзный тельный иистит (53) 532.64(08(56) 1, Авторск 9 320755, кл. С2. Авторское В 409116, кл. СФ е свидетельство 01 М 13/02, 197 свидетельство 01 М 13/02, 1 1 Яос 1 ег. Я 1 г. А. 3 п). 3. Коиау М. КоуаОиаоп Ргоспй 1 п 8 з 181-206 (прототи о 8 опре бани АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИД. КОСТЕЙ, заключающийся в измерении частоты собственных колебаний капли, .о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений . путем стабилизации размера капли, формируют отдельную каплю сферической формы на держателе, действуют на держатель периодической силой, вызывающей колебания держателя с каплей, плавно изменяют частоту периодической силы, измеряют амплитуду колебаний капли и по частотам резонансного увеличения амплитуды колебаний каплиделяют частоты собственных колей капли.Изобретение относится к физико- химическому анализу свойств жидкостей в частности к способам определения коэффициента поверхностного натяжения.Известен способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, заключающийся в измерении силы отрыва металлического кольца, погруженного в жидкость, от поверхности жидкости 13. 30Недостатком этого способа является необходимость большого количества исследуемой жидкости.Известен способ определения коэфФициента поверхностного натяжения 15 жидкостей, основанный на возбуждении на поверхности испытуемой среды капиллярных волн и измерении их параметров с последующим определением искомой величинырасчетным методом 123Однако этот способ также требует большого количества жидкости.Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, включающий измерение частоты собственных колебаний капли. При.этом капли жидкости образуют путем испускания струи исследуемой жидкости из капилляра Г 33.Недостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная нестабильностью размеров образующихся капель и их существенной деформацией, Кроме того, для .проведения измерений необходимы боль. 35 шие количества исследуемой жидкости.Цель изобретения - повышение точности измерений путем стабилизации размера капли, а также уменьшение объема измеряемой жидкости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента поверхностного натяжения, включающему измерение частоты собственных колебаний капли 45 Формируют отдельную каплю сферической формы на держателе, действуют на держатель периодической возбуждающей силой, вызывающей колебания держателя с каплей, плавно изменяют 5 О частоту периодической силы, а частоты собственных колебаний капли определяют по резонансным частотам увеличения амплитуды колебаний капли.На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - результаты измерений зависимости амплитуды колебаний капли от частоты периодической силы,Устройство для определения поверхностного натяжения предлагаемым способом состоит из держателя 1 кап-. ли 2 жидкости, который выполнен в виде кольца диаметром 2,5 мм из медной проволоки толщиной 60 мкм. Держатель 1 жестко соединен с вибрато ром 3, частота которого задается звуковым генератором 4, Вибратор 3 идержатель 1 имеют возможность колебаться в вертикальном направлении сзаданной частотой и амплитудой. Амплитуду колебаний держателя 1 и капли 2 регистрируют с помощью микроскопа 5.Каплю Формируют на держателе спомощью микрошприца с гидрофобнойиглой, что обеспечивает точность объ.ема капли не хуже 1.При измерениях регистрируютзависимость амплитуды колебаний нижнейговерхности капли от частоты коле-баний вибратора при заданной амплитуде колебаний кольца, которое составляет 100 мкм.Способ использован для измерения,поверхностного натяжения капли дистиллированной воды объемом 20 мл.Измерения проводят при 22+2 С. Нафиг, 2 видно, что резонансные максимумы, которые соответствуют собственным частотам колебаний капли, появляются на частотах: Г = 57 Гц;Е 3 = 110 Гц; Хд = 171 Гц,Так как форма капли, сформирован- .ной на колечке, близка к сферической,то для собственных частот колебанийкапли применима формула РэлеяГ = . , / п(п)п+2)у ргде бкоэффициент поверхностного натяжения, дин/см; собственная частота колебаний капли, с-";3 плотность жидкости, г/см объем капли, см;целое число,Вычисленные значения КПН для воды следую 1 цие: 0 = 76,3 дин/см;бъ = 75,4 дин/см; 0 = 76,3 дин/см. Экспериментальный разброс значений не превышает 2, тогда как в способе- прототипе ошибка достигает 20. В проведенных измерениях ошибка складывается в основном из ошибки в измерении объема капли и ошибки в определении частоты звукового генератора, Принципиальная точность метода определяется именно этими параметрами и может быть улучшена.Использование предлагаемого способа определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей обеспечивает по сравнению с существующими способами повышенную точность измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, уменьшение влияния тел, контактирующих с исследуемой жидкостью, необходимость малого количества исследуемой жидкости, воэможностью проведения измерений в условиях невесомости.1029048 гз г Составитель А, КощеРедактор А. Химчук Техред А.Ач екмар кто раж 873рственного козобретений иа, Ж, Рауш Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная. илиал П Заказ 4948/40 Ти Подписное ВНИИПИ Гоауда митета СС Р по делам и открытий 113035, Москв окая наб д, 4/5