Способ измерения межфазного натяжения жидкостей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 27.07,81 (21) 3322137/18-25 11 М. КП. сприсоедииениемзаявки Йо(23) Приоритет 6 01 Х 13/02 ГосударСтвевиый комитет ссс р по делам иэобретеиий и открытийОпубликовано 0701.83. Бюллетень Ко 1 Дата опубликования описания 07.01,83. Ломоносова университет им ИЕЖФАЗНОГО НЪТЯЖЕН СТЕВ(54) СПОСОВ ИЗИЕРЕНИЖЙДКО ся од ти ре ци Изобретение относится к техничес-. кой физике, в частности к способам измерения межфазного натяжения жид костей на границе с другими жидкосе. тями, и может быть использовано в качестве лабораторного метода измерения поверхностной активности поверхностно-.активных веществ в коллоФ идной химии, в физической химии высо. комолекулярных соединений, в биологической физике, геохимии и др.Известен способ измерения.межфаэ" ного натяжения жидкостей по измере- нию веса капель одной жидкости, вытекающей из трубки в другую жидкоеть, и расчета величины межфаэного натяжения как отношения измеренного веса капли к периметру кончика трубки 1,Недостатком данного способа является низкая точность. измерения меж" фазного натяжения и невозможность измерения веса капли в случае близкого значения плотностей жидкостей.Известен также способ измерения межфазного. натяжения по измерению силы, которой необходимо нагрузить пластинку, чтобы она находилась в равновесии на границе раздела двух жидкостей. Величина межфазного натяжения вычисляется как отношение ей 3 Ы к периметру смачивания пластинки межФазной границей раздела.2.Недостатком этого способа являет- .обязательное условие смачивания ной из жидкостей поверхности пласнки, а также невоспроизводимость эультатов измерения из-за адсорб и молекул поверхностно-активного вещества на поверхности пластинки что изменяет краевой угол смачивания пластинки жидкостями и влияет на величину измеряемой силы;Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения межфазного натяжения, заключа- ющийся в. Формировании в жидкой среде на конце капилляра капли исследуемой жидкости и измерении капиллярного, давления и радиуса капли, причем ка .пиллярное давление определяется по максимальной разности давлений в иск следуемой жидкости и среде в процессе выдувания капли 3.Недостатком известного способа является низкая точность измерений, проявляющаяся в зависимости результатов измерения от скорости выдувания капли и обусловленная изменением свойств границы раздела при увеличе 987470нии площади поверхности капли в проОессе ее образования.Цель изобретения - повышение точности определения межфазного натяжения жидкостей путем обеспечения постоянства площади поверхности капли. 5Указанная цель достигается тем,что согласно способу измерения межфаэного натяжения жидкостей, заключающемуся в формировании на конце напилляра капли исследуемой жидкости и Оизмерении капиллярного давления ирадиуса капли, Формируют идентичнуюкаплю на конце второго капилляра,соосного с первым, сближают капилляры до соприкосновения капель, осуществляют сжатие капель, измеряютплощадь контакта капель и силу сжатия и по измеренным значениям силысжатия и площади контакта определяюткапиллярное давление в капле. 20На чертеже схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит подвижный капилляр 1, заполненный исследуемой жид 25костью 2 и жестко связанный с подвижным элементом 3 динамометра магнитоэлектрической системы 4, включенногов цепь регулируемого источника 5 тока. Неподвижный капилляр б, содержа-,щий исследуемую жидкость 2, имеетсмотровое окно 7, через которое область контакта 8 двух капель в жидкойсреде 9 наблюдается в микроскоп 10 вотраженном свете источника 11,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом,Производят формирование капельисследуемой жидкости 2 заданного радиуса в среде 9 на концах предварительно разведенных капилляров 1 и б, 40приводят в соприкосновение капли путем перемещения капилляра б в направлении капилляра 1, фиксируют моментсоприкосновения капель по появлениюустойчивогочерного пятна в центре 45колец Ньютона н области контакта 8,наблюдаемого через смотровое окно 7,в отраженном свете источника 11 нмикроскоп 10, осуществляют взаимныйподжим капель с заданной силой Ыу 50путем пропускания тока заданной частоты через .динамометр 4, измеряютплощадь 8 контакта Капель путем измерения диаметра первого светлого кольца по периметру круглой контактной 55площадки в микроскоп или по видеозаписи .для более точного определениявеличины площади контакта, вычисляюткапиллярное давление Рк по формулеР 1и/Б, определяют межфазное натяжение по формуле 0 = Р К/2, где Йрадиус капель.В предлагаемом способе растяжениемежфазной пленки при измерении капиллярного давленияпренебрежимо мало,поскольку диаметр контактной ЙлощадЬи, по крайней мере, на порядок меньше по сравнению с радиусом капли (например, при радиусе капли К = 510 цмрадиус контактной площадки составляет 3 1(Г м). Благодаря этому в предлагаемом способе исключается неопределенность.результатов измерения межФаэного натяжения, присущая известному способу, основанному на растяжении межфазного слоя, а кроме того,появляется воэможность проводить измерения межфазного натяжения но времени располагая одним образцом, чтоненоэможно реализовать ни одним изизвестных способов,Формула изобретенияСпособ измерения межфаэного натяже.ния жидкостей, заключающийся н Формировании на конце капилляра капли исследуемой жидкости и измерении капиллярного давления и радиуса капли,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности определения межфаэного натяжения жидкостейпутем обеспечения постоянства площадиповерхности капли, формируют идентичную каплю на конце второго капилляра,соосного с перным, сближают капилляры до соприкосновения капель, осуществляют сжатие капель, измеряют площадьконтакта капель и силу сжатия и позначениям силы сжатия и площади контакта определяют капиллярное давлениен капле,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нагспэ Я. О., Вгбип Г. ЕАв СЬее, 5 ос. ЧаэЬ. ,., 41, 499-524,1919, цТЬе дейегепа.оп о 1 вцг 1 асесепь 1 оп (ггце вцгУасе епегду) апдгете идЬй.оГ Ьа 11 пд Огорд; йИеэцгЬасе Сепооп оГ иаег апд ЬепгепеЬу йЬе сарагу ЬедЬ 1 еесйод",2. 1.апМче 10 д. И. С., Медед,апдЬовоЬодеьсЬоо 1, 1 адеп 1 пдепед70-21, 1970, р. 36, "Асяогрсоп ороуч 1 пу 1 а 1 соЬо оп рагаЬЬпиафег1 псегЬасез ап 4 йЬе ргорегсеь оГ рагаЬЬ,пп-иаТег евц 1 эопт ьг.аЬ 11 зебрЬу ро 1 учпу 1 а 1 соЬо.3. Авторское свидетельство СССР9 232597, кл. С 01 И 13/02, 1969 (прсФтотип).987470 Составитель А. Кощеевактор О, Бугир Техред Т.Маточка Корректор М аз 10283/29 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская. Подписное та СССРрытий аб., д. 4/5 ПП "Патент", г.:Ужгород, ул. Проектна и