Определение поверхностного натяжения растворов

Взаимодействие между молекулами жидкости и нерастворимой в ней другой жидкости или газа приводит к образованию поверхности раздела фаз. Для изменения формы межфазного слоя нужно затратить определенную энергию: усилие, которое необходимо приложить к межфазной поверхности для ее изменения, называется поверхностным натяжением (для системы жидкость-газ) или межфазным натяжением (для системы жидкость-жидкость). Специальный прибор для измерения поверхностного/межфазного натяжения называется тензиометр.

Определение поверхностного натяжения растворов тензиометрами осуществляется различными методами.

Если исследуемая система находится в термодинамическом равновесии (параметры системы не изменяются во времени), то определяют статическое поверхностное/межфазное натяжение.

• метода кольца дью Нуи
• метод пластины Вильгельми
• метод вращающейся капли
• метода висящей капли

Динамические методы анализа позволяют измерять изменение поверхностного/межфазного натяжения во времени, что особенно важно для систем, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ).

• метод максимального давления в пузырьке
• метод объема капли (метод счета капель)

При подборе тензиометра необходимо учитывать не только изменение параметров во времени, но и диапазон измерений прибора.

Наиболее часто используют метод кольца/пластины, а также метод максимального давления в пузырьке. Для определения сверхнизких поверхностных натяжений применяют метод вращающейся капли. Метод висящей капли был разработан в дополнение к приборам для измерения краевого угла смачивания (серия DSA).

Свободная энергия поверхности (СЭП) эквивалентна поверхностному натяжению жидкости, которое можно легко измерить. Однако свободная поверхностная энергия твердых материалов не может быть измерена непосредственно, она рассчитывается на основе краевого угла смачивания поверхности различными жидкостями. Краевой угол смачивания позволяет описать смачиваемость твердых поверхностей жидкостями. Эта характеристика позволяет определить поверхностное натяжение твердых тел (СЭП).

• метод лежащей капли
• метод пластины Вильгельми
• метод поднятия по капилляру (метод Вашбурна)
• метод отраженного света

Не существует универсального набора жидкостей для расчета СЭП, так как необходимо учитывать специфичные взаимодействия на поверхности, активность и растворение верхних слоев. Основная задача при анализе свободной энергии поверхности – правильно подобрать тестовые жидкости и метод расчета, чтобы получить максимально достоверные результаты.

Как правило, для неполярных поверхностей используют неполярные жидкости и теории, которые не придают особого значения межмолекулярным взаимодействиям. Для полярных поверхностей, наоборот, применяются полярные жидкости и теории, основанные на взаимодействии активных центров (молекул) поверхности с газовой или жидкой фазой. Специалисты фирмы KRUSS обнаружили, что для измерения СЭП в качестве жидкости хорошо подходят водные растворы спирта, т.к. полярность раствора меняется при изменении соотношения вода : спирт. Но смеси жидкостей следует использовать осторожно, смачивание поверхности одним компонентом смеси может быть выше.

Оборудование от ГК «Тирит»

Наша компания много лет занимается подбором и продажей лабораторного оборудования. По ряду позиций мы являемся эксклюзивными поставщиками на территории России и в странах СНГ. В частности, ГК «Тирит» – эксклюзивный дилер немецкой компании KRUSS в РФ. На нашем сайте можно скачать подробный каталог поставляемого оборудования. Если Вам необходима помощь в подборе, дополнительная информация о технических характеристиках или Вы хотите купить прибор – позвоните нам по телефону в Москве +7 (495) 223-18-03 или напишите на email.