SU1753368A1 - Method of determining the liquid surface tension - Google Patents
Method of determining the liquid surface tension Download PDFInfo
- Publication number
- SU1753368A1 SU1753368A1 SU904834815A SU4834815A SU1753368A1 SU 1753368 A1 SU1753368 A1 SU 1753368A1 SU 904834815 A SU904834815 A SU 904834815A SU 4834815 A SU4834815 A SU 4834815A SU 1753368 A1 SU1753368 A1 SU 1753368A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- surface tension
- capillary
- determining
- liquids
- meniscus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относитс к области исследовани поверхностных свойств, в частности к исследованию поверхностного нат жени жидкостей, и может быть использовано дл изучени закономерностей адсорбции и прогнозировани свойств поверхностно-активных веществ и их композиций, С целью повышени точности, достоверности и экспрессности определени поверхностного нат жени жидкостей, характеризующихс отличным от нул краевым углом смачивани и медленным установлением равновесного значени поверхностного нат жени , измер ют высоту капилл рного подн ти , рассто ние между линией трехфазного периметра смачивани и вершиной мениска , определ ют капилл рную посто нную на основании численного решени основного уравнени капилл рности и рассчитывают поверхностное нат жение. 1 ил.. 1 табл. &Uses: The invention relates to the field of research of surface properties, in particular to the study of the surface tension of liquids, and can be used to study the laws of adsorption and prediction of the properties of surface-active substances and their compositions, with the aim of improving the accuracy, reliability and rapidity of determining surface tension liquids characterized by a non-zero wetting angle and a slow establishment of an equilibrium surface tension value, from ep dissolved height lifting the capillary, the distance between the line phase and the top of the wetting perimeter of the meniscus is determined by capillary constant on the basis of the numerical solution of the basic equation capillarity and surface tension is calculated. 1 or 1 tab. &
Description
Изобретение относитс к области исследовани поверхностных свойств, в частности к исследованию поверхностного нат жени жидкостей, и может быть использовано дл изучени закономерностей адсорбции и прогнозировани свойств поверхностно-активных веществ и их композиций .The invention relates to the field of research of surface properties, in particular to the study of the surface tension of liquids, and can be used to study the laws of adsorption and predict the properties of surface-active substances and their compositions.
Известен способ определени поверхностного нат жени жидкостей, основанный на измерении высоты подн ти жидкости в капилл ре,A known method for determining the surface tension of liquids is based on measuring the elevation of liquid in a capillary,
Сущность способа заключаетс в том, что дл жидкостей, полностью смачивающих стенки капилл ра, на основании измерений высоты ее подн ти (Hi) вThe essence of the method lies in the fact that for liquids that completely wet the walls of the capillary, on the basis of measurements of its elevation (Hi) in
калиброванном капилл ре радиусом R0 определ ют . величину VRo/Hi. однозначно св занную с величиной а2, определ емой из предварительно составленных таблиц, котора , в свою очередь св зана с величиной поверхностного нат жени жидкости (о).a calibrated capillary of radius R0 is determined. VRo / Hi value. unambiguously related to a2, determined from pre-compiled tables, which, in turn, is related to the magnitude of the surface tension of the fluid (o).
Недостатком этого способа вл етс его непригодность дл определени поверхностного нат жени жидкостей, характеризующихс краевым углом смачивани , величина которого существенно отлична от нул .The disadvantage of this method is its unsuitability for determining the surface tension of liquids characterized by a wetting angle, the value of which is significantly different from zero.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ определени поверхностного нат жени жидкостей, основанный на измерении вы соХ|The closest in technical essence to the present invention is a method for determining the surface tension of liquids, based on the measurement of high temperature |
СПSP
OJOj
оэ сoe with
0000
ты капилл рного подн ти и определении поверхностного нат жени с учетом величины краевого угла смачивани .You are capillary raising and determining the surface tension, taking into account the magnitude of the wetting angle.
Способ заключаетс в том, что определ ют величину капилл рного подн ти (Hi) в калиброванном капилл ре радиусом RO. рассчитывают величину vPЈ/Hi, а затем при заранее известной величине краевого угла смачивани по предварительно составленным таблицам определ ют значение ве личины а2, однозначно св занной с поверхностным нат жением соотношениемThe method consists in determining the magnitude of the capillary lift (Hi) in a calibrated capillary with a radius of RO. the value of vPЈ / Hi is calculated, and then at a previously known value of the wetting angle according to previously compiled tables, the value of a2 is determined, which is uniquely related to the surface tension by the ratio
dq R2,dq R2,
„ ag up a -f -j.„Ag up a -f -j.
где d d - dr dx,where d d - dr dx,
йж - плотность жидкости;yj is the density of the liquid;
dr - плотность газа; --... , .dr is the gas density; --...,.
g - ускорение своббдного падени .g - free fall acceleration.
Дл реализации способа необходимо знать величину краевого угла смачивани стенок капилл ра исследуемой жйдкотсти. Эта величина не может быть измерена непосредственно на стенке капилл ра вследствие оптических эффектов, обусловленных кривизной его поверхности, и релаксации краевого угла смачивани . , ...;,, .In order to implement the method, it is necessary to know the magnitude of the wetting angle of the capillary walls of the test oil. This value cannot be measured directly on the capillary wall due to optical effects due to the curvature of its surface and the relaxation of the wetting angle. , ...; ,,.
Цель изобретени - повышение точности , достоверности и экспрессности определени поверхностного нат жени жидкостей, характеризующихс отличным от нул краевым углом смачивани и медленным установлением равновесного значени поверхностного нат жени , ;,-:The purpose of the invention is to improve the accuracy, reliability and speed of the determination of the surface tension of liquids characterized by a non-zero wetting angle and a slow establishment of the equilibrium value of the surface tension,;, -:
На чертеже приведена съема процесса капилл рного подн ти жидкости В цилиндрической капилл рной трубке радиуса Ro, опущенной в заполненный исследуемой жидкостью сосуд, радиусом значительно большим, чем R0.The drawing shows the removal of the process of capillary lifting of a liquid in a cylindrical capillary tube of radius Ro dipped into a vessel filled with the liquid under study with a radius significantly larger than R0.
Обозначени , прин тые на чертеже;Designations adopted in the drawing;
Hi - высота капилл рного подн ти (превышение вершины мениска над плоской поверхностью жидкости в сосуде); ;: На-рассто ние между линией трехфазного периметра смачивани и вершиной мениска;Hi is the height of a capillary lift (elevation of the top of the meniscus above the flat surface of the liquid in the vessel); ;: On-distance between the line of three-phase wetting perimeter and the top of the meniscus;
Z и г-цилиндрические координаты;Z and r-cylindrical coordinates;
А, В, С-реперныеточки, соответствующие отметкам линии трехфазного периметра основани , вершины мениска и уровн плоской-поверхности жидкости сосуде соответственно;A, B, C-turntables corresponding to marks of the line of the three-phase base perimeter, vertex of the meniscus and the level of the flat-surface of the liquid vessel, respectively
0-«раевой угол смачивани ; ,0- "wetting angle; ,
Способ определени поверхностного нат жени жидкостей заключаетс в измерении высоты капилл рного подн ти Hi и рассто ни между линией трехфазного периметра смачивани и вершиной мениска Н2, определении капилл рной посто ннойThe method for determining the surface tension of liquids consists in measuring the height of the capillary lift Hi and the distance between the three-phase wetting perimeter line and the top of the H2 meniscus, determining the capillary constant
а на оснований численного решений осно в ного уравнени капилл рности- v-(and on the basis of the numerical solution of the basic capillary equation, v- (
,2 v, Yxx,Yxx, 2 v, Yxx, Yxx
++
(f+YSy 5 (ХП+У2)(f + YSy 5 (CP + U2)
с граничными услови ми Y(0) Yi: Yx(0) 0; Y(1)-Yi + Y2;with boundary conditions Y (0) Yi: Yx (0) 0; Y (1) -Yi + Y2;
(1)(one)
(2).(2).
(3)(3)
(4)(four)
гдеWhere
Y - ...Y - ...
л - ; Ко l -; To
Yl-iii.Yl-iii.
«о : "about :
ҐOhno
5five
5five
00
5five
00
5five
dY : - dY: -
Yx .dx - ..;. ;....; Yx .dx - ..;. ; ....;
v d2Y dg o2 Vxx ,:v d2Y dg o2 Vxx,:
г и Z цилиндрические координаты межфазной поверхности; 0Ro - радиус капилл ра;g and Z cylindrical coordinates of the interfacial surface; 0Ro is the capillary radius;
d dx - dr d (d - плотность жидкости , dr - плотность газа),d dx - dr d (d is the density of the liquid, dr is the density of the gas),
g - ускорение свободного падени , наследующем расчете поверхностного на- 5 т жени rib формулеg is the acceleration of free fall inheriting the calculation of the surface weight of 5 tons of rib rib formula
C7 R2o. ,...(5)C7 R2o. ,...(five)
д а с , d a c
Сущность способа, в отличие от известного тех1нич ёского решени , в котором учет 0 вли ни краевого угла смачивани на высоту капилл рного подйг ти основан на его изме- рении в Независимом эксперименте, состоит в том, что измерение дополнительного парамерра Н2 нар ду с традиционно измер емой величиной Hi дает возможность пр мого численного расчета величины капилл рной посто нной а , однозначно св занной с величиной поверхностного нат жени жидкости а. ;The essence of the method, in contrast to the well-known technical solution, in which taking into account 0 the influence of the wetting angle on the height of the capillary lift, is based on its measurement in the Independent experiment, the measurement of the additional parameter H2 The value of Hi enables the direct numerical calculation of the value of the capillary constant a, which is uniquely related to the surface tension of the liquid a. ;
В основу такого расчета положена физическа взаимосв зь между параметрами, характеризующими процесс капилл рного подн ти , приведенными на чертеже.This calculation is based on the physical interrelation between the parameters characterizing the process of capillary elevation shown in the drawing.
Известно, что высота капилд рного подн ти Hi Определ етс разностью гидростатических давлений над плоской поверхностью жидкости в сосуде 2 и над искривленной поверхностью жидкости в капилл ре 1. В точке, соответствующей вер- шинё м;ениска, указанна разность давлений АР dgHi согласно уравнению Лапласа св1 зана с поверхностным нат жением жидкости а и радиусом кривизны по- верхнбстй жидкости в вершине мениска R соотношениемIt is known that the height of the capillary lift Hi is determined by the difference of hydrostatic pressures above the flat surface of the liquid in vessel 2 and above the curved surface of the liquid in capillary 1. At the point corresponding to the top of the Yenisk, the indicated pressure difference AP dgHi according to the Laplace equation is related to the surface tension of the fluid a and the radius of curvature of the surface liquid at the apex of the meniscus R by the ratio
2гт 2g
ДР DR
тт.Величина R (не указано), недоступна дл пр мого экспериментального определе-.TT. R-value (not indicated), not available for direct experimental determination.
ки , в свою очередь зависит от величины поверхностного нат жени стрем щегос придать мениску форму сферической поверхности , и от величины гидростатического давлени столбика жидкости высотой На, привод щего к сплющиванию мениска и завис щего от величины краевого угла смачивани 0 и плотности жидкостиki, in turn, depends on the magnitude of the surface tension, which tends to give the meniscus the shape of a spherical surface, and on the magnitude of the hydrostatic pressure of the liquid column with height H, which leads to flattening of the meniscus and depending on the magnitude of wetting angle 0 and the density of the liquid
Таким образом, величина Н2, котора может быть определена непосредственно в процессе наблюдени капилл рного подн ти , отражает вли ние на высоту капилл рного подн ти краевого угла смачивани .Thus, the value of H2, which can be determined directly during the observation of capillary elevation, reflects the effect on the elevation of the capillary elevation wetting angle.
Расчет искомой величины поверхност- ного нат жени по экспериментально определ емым параметрам Hi и Н2 осуществл етс на основании численного решени основного уравнени капилл рности (1) с граничными услови ми (2) - (4) и формулы (5)/The calculated value of the surface tension according to the experimentally determined parameters Hi and H2 is calculated on the basis of a numerical solution of the basic capillary equation (1) with the boundary conditions (2) - (4) and formula (5) /
Пример 50 мл бидистиллированной воды заливают в сосуд 2 Стекл нную цилиндрическую капилл рную трубку радиусом RO (0,1090 + 0 0005) см закрепл ют в специальном держателе и опускают в исследуемый раствор. Сосуд с капилл ром термо- статируют 25°С 40 мин После установлени равновесной величины капилл рного подн ти , что контролируетс с по- мощью катетометра путем периодического, с дискретностью 10 мин наблюдени за положением вершины мениска, начинают процесс измерени При этом снимают показани катетометра на трех уровн х- со- ответствующем линии трехфазного периметра смачивани NI (отметка А на чертеже), в вершине мениска N2 (отметка В) и на плоской границе жидкости с сосуде N3 (отметка С)Example 50 ml of bidistilled water is poured into vessel 2 A glass cylindrical capillary tube with a radius of RO (0.1090 + 0 0005) cm is fixed in a special holder and lowered into the test solution. The vessel with the capillary is thermostated to 25 ° C for 40 minutes. After an equilibrium capillary lift has been established, which is controlled with the cathetometer by periodically monitoring the position of the meniscus tip with a discreteness of 10 min, the measurement process is started. The cathetometer is read three levels x - corresponding to the NI three-phase wetting perimeter line (mark A in the drawing), at the top of the meniscus N2 (mark B) and on the flat border of the liquid with the vessel N3 (mark C)
На основании измеренныхзначений NI, N2 и N3 рассчитывают значени величин капилл рного подн ти Hi N2 - N3. рассто ни между линией трехфазного периметра смачивани и вершиной мениска На NI - N2 и безразмерные параметры Yi Hi/R0; Y2 H2/Ro, после чего путем численного решени дифференциального уравнечи (1) с граничными услови ми (2) -(4) методом последовательных приближений определ ют капилл рную посто нную а2 и по соотношениюBased on the measured values of NI, N2 and N3, the values of capillary lift Hi N2 - N3 are calculated. the distance between the line of three-phase wetting perimeter and the tip of the meniscus; On NI - N2 and dimensionless parameters Yi Hi / R0; Y2H2 / Ro, after which the capillary constant a2 is determined by numerical solution of differential equation (1) with boundary conditions (2) - (4) by the method of successive approximations and by the relation
a d|R2oa d | R2o
33
рассчитывают поверхностное нат жение. the surface tension is calculated.
Данные семи последовательных серий измерений и расчетов представлены в таблицеThe data of seven consecutive series of measurements and calculations are presented in the table.
Как видно из табпицы а- (71 61 ± 0 02 дин/см: -0 03%As can be seen from the table a- (71 61 ± 0 02 dyn / cm: -0 03%
Величина поверхностного нат жени простой воды, определ ема при тех же /с лови х по известному способу составл ет (71,85 ±0,5) дин/см. Таким образом, в данномгслучае обоими методами определ ютс (в пределах по грешности эксперимента) согласующиес друг с другом и с общеприн тым дл воды (71,96 дин/см)значени поверхностного на т жени The magnitude of the surface tension of plain water, determined with the same / c fish according to a known method, is (71.85 ± 0.5) dyne / cm. Thus, in this case, both methods determine (within the limits of experimental error) consistent with each other and with water (71.96 dyn / cm),
Особым преимуществом предложенно го способа вл етс достоверность опреде лени поверхностного нат жени указанного класса жидкостей Это обуслов лено тем, что все измер емые величины определ ютс в одном и том же эксперименте т е в идентичных экспериментальных услови х При этом непосредственно в процессе измерений путем наблюдени за положением вершины мениска в поле зре ни катетометра осуществл етс контроль за всеми релаксационными процессами в системе в том числе и за изменени ми во времени краевого угла смачивани стенок капилл ра исследуемой жидкостью что в принципе невозможно при использовании известного способаA special advantage of the proposed method is the accuracy of determining the surface tension of a specified class of liquids. This is due to the fact that all measured values are determined in the same experiment in identical experimental conditions. At the same time, directly in the process of measuring by observing the position of the top of the meniscus in the field of vision of the cathetometer monitors all the relaxation processes in the system including the changes in time of the wetting angle of the cap walls ll ra test liquid that, in principle, not possible with the known method
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904834815A SU1753368A1 (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Method of determining the liquid surface tension |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904834815A SU1753368A1 (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Method of determining the liquid surface tension |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1753368A1 true SU1753368A1 (en) | 1992-08-07 |
Family
ID=21518473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904834815A SU1753368A1 (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Method of determining the liquid surface tension |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1753368A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2153296A1 (en) * | 1998-07-30 | 2001-02-16 | Univ Granada | Coaxial capillary and exchange procedure for penetration surface scale |
-
1990
- 1990-06-05 SU SU904834815A patent/SU1753368A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Адамсон Д. Физическа хими поверхностей. М.: Мир, 1979. с, 14-21. Волков Б.Н., Вол к Л.Д. К вопросу о расчете капилл рной посто нной. - Журнал физической химии. 1972, т. 46, № 4, с.1025-1026. Волков Б.Н. Экспериментальное определение поверхностного нат жени простой и т желой воды. Автореф, на соиск, уч.степ. канд. тех. наук. М., 1975, с.8-12. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2153296A1 (en) * | 1998-07-30 | 2001-02-16 | Univ Granada | Coaxial capillary and exchange procedure for penetration surface scale |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ubbelohde | The principle of the suspended level: applications to the measurement of viscosity and other properties of liquids | |
Dimitrov et al. | Contact angle measurements with sessile drops and bubbles | |
Ligenza et al. | The rate of rise of liquids in fine vertical capillaries | |
Kloubek | Measurement of the dynamic surface tension by the maximum bubble pressure method. III. Factors influencing the measurements at high frequency of the bubble formation and an extension of the evaluation to zero age of the surface | |
SU1753368A1 (en) | Method of determining the liquid surface tension | |
Holter et al. | Manometric techniques for single cells | |
Mansfield | The spontaneous emulsification of mixtures of oleic acid and paraffin oil in alkaline solutions | |
SU1096542A1 (en) | Liquid surface property determination method | |
Richter et al. | Force measuring methods for determination of surface tension of liquids: a comparison | |
Barigou et al. | The fluid mechanics of the soap film meter | |
SU1286949A1 (en) | Method of determining liquid capillary constant | |
SU1401301A2 (en) | Device for measuring pressure of saturated vapours of liquids | |
Bousfield et al. | Vapour pressure and density of sodium chloride solutions | |
SU715962A1 (en) | Device for manufacturing specimans with oblique section by method of etching | |
US2361628A (en) | Manometer for measuring blood pressure | |
CN212206984U (en) | Liquid specific gravity measuring device | |
US4445362A (en) | Method for measurement of the cavity volume of soft contact lenses and the apparatus for this measuring method | |
SU623138A1 (en) | Liquid surface tension determining method | |
Mulqueen et al. | Measuring equilibrium surface tensions | |
RU2713564C1 (en) | Method of determining surface tension of metal melts | |
SU877371A1 (en) | Method of capillary pressure determination in a capillary porous body | |
SU1603247A1 (en) | Method of determining coefficient of filtering of rocks | |
SU49445A1 (en) | Instrument for determining the specific gravity of liquids | |
SU890160A1 (en) | Porous material mass-exchange characteristic determination method | |
SU418762A1 (en) |