Способ определения поверхностного натяжения жидкостей

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 17533 1 й 13/02 ЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТ 0 ЕСК 0 МУ химии и химии чук, М.Р,Маккая химия и4-21,Л,Д, К вопростоянной.1972, т, 46 верхсу о ЖурГФ 4 ментальное опренатяжения про- . тореф, на соиск 1975. с,8-12, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к области исследования поверхностных свойств, в частности к исследованию поверхностногонатяжения жидкостей, и может бйтьиспользовано для изучения закономерностейздсорбции и прогнозирования свойств поверхностно-активных веществ и их композиций.Известен способ определения поверхностного натяжения жидкостей. основанный на измерении высоты поднятияжидкости в капилляре,Сущность способа заключается в том,что для жидкостей. полностью смачивающих стенки капилляра, на основании измерений высоты ее поднятия (Н 1) в 1( )1 р; Наибоности к предлределенижидкостей ической сущся способ опнатяжения мерении высо близким по те агаемому явля поверхностно ноаанмый на и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Адамсон А. Физичесностей, М.: Мир, 1979. с,1Волков Б.НВолякрасчете, капиллярной инал физеческой химии,с,1025 - 1026.Волков Б.Н. Экспериделение поверхностногостой и тяжелой воды, Ауч,степ, канд, тех. наук. М(57) Использование: изобретение относится к области исследования поверхностных свойств, в частности к исследованию поверхностного натяжения жидкостей, и может быть использовано для изучения закономерностей адсорбции и прогнозирбвайия свойств поверхностно-активных веществ и их композиций, С целью повышения точности, достоверности и зкспрессности определения поверхностного натяжения жидкостей, характеризующихся отличным от нуля краевым углом смачивания и медленным установлением равновесного значения поверхностного натяжения, измеряют высоту капиллярного поднятия, расстояние между линией трехфазного периметра смачивания и вершиной мео ниска, определяют капиллярную постоянную на основании численного решения основного уравнения капиллярности и рассчитывают поверхностное натяжение, 1 ил 1 табл,ф калиброванном капилля е а иусом й определяют, величину ГН 1, однозначно связанную с величиной а, определяемой из предварительно составленных таблиц, которая, в свою очередь связана с величиной поверхностного натяжения жидкости (о),Недостатком этого способа является его непригодность для определения поверхностного натяжения жидкостей, характеризующихся краевым углом смачивания, величина которого существенно отлична от нуляния, в свою очередь зависит от величины поверхностного натяжения, стремящегося придатылениску форму сферической поверхности, и от величины гидростатического давления столбика жидкости высотой Н 2. приводящего к сплющиванию мениска изависящего от величины краевого угла смачивания О и плотности жидкости. Я г О считывают поверхностно атяжение.ьнйх серий лень 1 в таб Данные семи последоватеизмерений и расчетоо предсталице,Таким образом, величина Н 2, котораяможет быть определена непосредственно впроцессе наблюденил капиллярного поднятия, отражает влияние на высоту капилляр-ного поднятия краевого угла смачивания.Расчет искомой оеличины поверхностного натяжения по экспериментально определяемым параметрагл Н 1 и Н 2осуществляется на основании численногорешения основного уравнения капилллрности (1) с граничными условиями (2) - (4) иформулы (5),/П р и м е р. 50 мл бидистиллированнойводы заливают в сосуд 2. Стеклянную цилиндрическую капиллярную трубку радиусом Во "(0,1090+ 0,0005) см закрепляют вспециальном держателе и опускают о исследуемый раствор, Сосуд с капилляром термостатируют Нри 25 С 40 мин. Послеустановления равновесной величины капиллярного поднятия, что контролируется с помощью катетометра путем периодического,с дискретностью 10 мин наблюдения за положением вершины менискэ, начинают процесс измерения. При этом снимаютпоказания катетометрэ на трех уровнях: соответствующем линии трехфазного периметра смачиоания И 1 (отметка А начертеже); в вершине мениска Нг (отметка В)и на плоской границе жидкости о сосуде Мз(отметка С),На основании измеренных значений М 1,Мг и Из рассчитывают значенил величин капиллярного поднятия Н 1 = Мг - Йз, расстояния между линией трехфазного периметраСмачиоания и вершиной мениска Н 2 = Й 1 -Нг и безразмерные параметры У 1= Н 1/йо,У 2 = Нг/йо, после чего путем численногорешения дифференциального уравнения (1)с граничными условиями (2)-(4) методом последовательных приближений определяюткапиллярную постоянную э и по соотноше 2нию55 Как видно иэ таблицы.и -(71,61 + 0,02 дин/см; = 0.03,,ЛоВеличина поверхностного натяжения 5 простой воды, определяемая при тех жбусловиях по известному способу, составляет(71,85 + 0,5) дин/сй, ":.Таким образом, в данномслучае обоими"методами определяются (в пределах по грешности эксперимента) согласующиеся друг с другом и с общепринятым для воды (71,96 дин/см) значения поверхностного натяжения,Особым преимуществом предложенно- . 15 го способа является достоверность опреде"ления поверхностногонатяжения указанного класса "жидкоСтей. Это обусловлено тем, чтовсеиэмвряемые:величины определяются в одном и томже эксперименте, 20 т.е, в идентичных экспериментальнгх условиях. При этом непосреДСтвеййо в процессе измерений путем наблюдения:за положением вершины менискэ в поле зрения катетометра осуществляется контроль 25 за всеми релэксационными процессами в системе, в томчисле и за изменениями во времени краевого угла смачивания стенок капилляра исследуемой жидкостью, что в принципе невозможно при использовании 30 известного способа,Формула изобретения, Способ определения поверхностного натяжения жйдкостей, включающий измерение высоты капиллярного поднятия Н 1 35 жидкости о калиброванном капилляре радиусом Яо и определение капиллярной постоянной. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, достоверности и экспрессности определения поверхностного 40 натяжения жидкостей, характеризующихся отличным от нуля краевым углом смэчивания и медленным установлением равнОвесного значения Поверхностного натяжения, дополнительнО измеряют расстояние Н 2 45 между линией трехфазного периметрасмачиоания и вершиной мениска. капиллярную постоянную а определяют на основании численного решения основного уравнения капилля рности 50 2, Ухх + Ухха+Му хр+ФЯ с граничными условиямиУ(0) == У 1, Ух(0) = 0; У(1) = У 1 + У 2 г; 2,Г где Х= - ; У= - ; Во. о Н 1, Н 2, - Уг = - ;ро Йо1753368 г и Е - цилиндрические координатыюежфазноа поверхности; Яо - радиус капилляра,10 Редактор В.Данко Составитель С,Зуев Техред М.Моргента Корректор Н.Кешеля аказ 27ВНИИ Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 эдательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 изводстрассчитывают поверхностное натяжение поформулео= 6.где б = бж - бг = бж,б - плотность жидкости:бг - плотность гаэа;д - ускорение свободного падения.