*,我們可以根據(jù)分子間的互相吸引力來解釋液體的性質(zhì),。這種分子間的吸引力就被稱之為分子內(nèi)聚力或稱范德華力,。而表面張力、界面張力以及相類似的現(xiàn)象就是用來解釋分子內(nèi)聚力的基本物理現(xiàn)象,。
具體來說,,構(gòu)成液體的分子在表面上所受的力與本體內(nèi)的會不相同。在本體內(nèi)的分子所受的力是對稱的,、平衡的,。而在表面上的分子,受本體內(nèi)分子吸引而無反向的平衡力,。這就是說,,它受到的是拉入本體內(nèi)的力。也就是說,,力圖將表面積縮小,,使這種不平衡的狀態(tài)趨向平衡狀態(tài)。熱力學(xué)的說法是:要將這體系的表面能降至zui小,,這個力就稱為“表面張力",,也說是單位面積上的自由能(J/m2),也就是形成或擴(kuò)張單位面積的界面所需的zui低能量,。它的數(shù)值和表面張力(N/m)一致,。由于習(xí)慣,常用表面張力表示表面自由能,,它對液體表面的物理化學(xué)現(xiàn)象起著至關(guān)重要的作用,。在日常生活中,早晨荷葉上的露珠,、杯子中的弧形水面等均為表面張力現(xiàn)象,。
參見下圖示意
當(dāng)感測白金板浸入到被測液體后,,白金板周圍就會受到表面張力的作用,,液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時,,感測白金板就會停止向液體內(nèi)部浸入,。這時候,儀器的平衡感應(yīng)器就會測量浸入深度,,并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值,。
具體測試過程中,白金板法的測試步驟為:(1)將白金板逐漸浸入液體,;(2)在浸入液體表面狀態(tài)下,,由感應(yīng)器感測平衡值,;(3)將感應(yīng)到的平衡值轉(zhuǎn)化為表面張力值,并顯示出來,。
參見下圖:
二,、白金環(huán)法
又稱du Nouy Ring method,du Nouy環(huán)法,吊環(huán)法表面張力計(jì),,脫環(huán)法表面張力計(jì),。其原理為:(1)將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi);(2)將白金環(huán)慢 慢地往上提升,,即液面相對而言下降,,使得白金環(huán)下面形成一個液柱,并zui終與白金環(huán)分離,。白金環(huán)法就是去感測一個zui高值,,而這個zui高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時。由于這個方法很早被使用,,故而原有表面張力計(jì)基本均采用這種方法,,現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測得。
具體的操作過程見下圖:
1. 白金環(huán)懸掛在液體表面之上,,并且已歸零,。
2. 白金環(huán)剛開始接觸到液體表面,由于白金環(huán)此時接觸到的是液體表面那層薄膜,;此時顯示屏開始顯示數(shù)值,。(顯示數(shù)字很小或是負(fù)的)
3. 白金環(huán)開始浸入到液體內(nèi)部,由于表面張力的作用顯示數(shù)值開始變大,。
4. 白金環(huán)浸入到液體內(nèi)5mm處停止,,此時顯示的數(shù)值是液體對兩根連接白金環(huán)金屬絲的表面張力的作用。(數(shù)值的大小取決于金屬絲直徑大?。?/FONT>
5. 開始緩慢下降樣品臺,。
6. 顯示屏上的數(shù)值在逐漸變大。
7. 隨著樣品臺的緩慢下降,,白金環(huán)在液體表面之上形成一柱液體薄膜,。此時顯示的數(shù)值已到達(dá)zui大。
8. zui終白金環(huán)與液體脫離,、液體薄膜破裂,顯示數(shù)值減小,。
(以上兩種測試方法是zui常用的方法)
三,、zui大氣泡法
四、旋轉(zhuǎn)滴法
此法適用于測量超低界面張力,,其范圍一般為10mN/m以下,。
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