表界面张力测量原理及方法

实验液体表面张力的测定-------拉环法测定溶液的表面张力一、实验目的1.掌握拉环法表面张力仪测定表面张力的原理和技术。

2.通过对不同浓度待测溶液表面张力的测定,加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量的关系的理解。

3.了解影响表面张力的因素。

二、实验设备界面张力仪一套(JZHY-180型) 移液管待测溶液容量瓶酒精灯或铬酸溶液滤纸烧杯三、实验原理拉环法是应用相当广泛的方法,它可以测定纯液体及溶液的表面张力,也可以测定液体的界面张力.界面张力仪是一种用物理方法测试液体的表面和液体与液体之界面张力的仪器.当铂金环与液面接触后,再慢慢向上提升,则因液体表面张力的作用而形成一个液体的圆柱,如图所示,这时向上的总拉力p将与此液柱的质量相等,也与内外两边的表面张力之和相等,即W=mg=2πσ'R+2πσ('R+2r)= 4πσ('R+r)= 4πσR(1) 式中: m为液柱的质量; 'R为环的内半径; r为环丝半径;R为环的平均内径,即R='R+r; σ为液体的表面张力但(1)式是理想的情况,与实际不相符合,因为被拉起的液体并非是圆柱形的,而是如图所示.实验证明,环拉起的液体的形状是R3/V和R/r的函数,同时也是表面张力的函数.因此式(1)必须乘以一个校正因子F才能得到正确的结果.σ=MF式中,M为膜破裂时刻度盘读数,mN/m.F=+0.07250M: 显示的读数指mN/m C: 环的周长R: 环的半径D: 下相密度d: 上相密度r: 铂金丝的半径在此实验中C=6.00cm R=0.955cm r=0.03cmD为液体的密度d是气体的密度所以调整因子简化为0.07250F=四、实验步骤1. 配置0.50mo l L-1和0.60mo l L-1正丁醇水溶液各100ml.然后,再利用已配置好的这两个浓溶液配置下列浓度的稀溶液各50ml: 0.02mo l·L-1、0.05mo l·L-1、0.10mo l·L-1、0.20mo l·L-1、0.30mo l·L-1、0.40mo l·L-1.2. 将界面张力仪放在不振动且平稳的地方,然后调到水平状态.3. 将铂金环和玻璃杯进行清洗,去除掉污垢和杂质.4. 用少量待测溶液倘洗玻璃杯,然后将待测溶液注入玻璃杯中，深度约为20~25mm,并将玻璃杯置于样品座上。

界面张力仪测量原理分析测量原理样品管中装满高密度相，然后再在高密度相中注入一滴低密度相(液滴)，样品管在马达的带动下转动，在离心力的作用下液滴在样品管的中心轴线上，并目被拉伸变形。

界面张力仪品牌:SITA产地:德国型号:T15英文名:SITA pro line t15别名:界面张力仪,张力仪,动态表面张力仪应用领域:用于测量液体表面张力仪说明:该表面张力仪专门用于生产过程中的连续监控模式。

用户能够容易调整测量参数。

三项强大功能△独立模式—快速质量监控快速、可靠的质量控制模式。

设定测量参数后可以准确测量并显示表面张力值。

△自动模式—研发的理想工具能够独立设定测量范围、测试数据数目、测量的平均值，是研发的理想工具。

△在线模式—易于过程监控专门用于生产过程中的连续监控模式。

用户能够容易调整测量参数。

特点特征：△三种测量模式（独立、自动和在线模式）--适合不同测试要求。

△操作简单，测试方便容易。

△自动控制表面时间（气泡寿命）--无须值守观察。

△通过预先设定参数可以有效避免用法不当的测量偏差。

△可选的过程传输为连续监控分析提供了方便。

△测量值可与其它SITA表面张力仪比较。

技术参数：△三种测量模式△表面张力测量范围：10-100mN/M△读数精度：0.1mN/M△重现性：0.5mN/M△气泡寿命控制：15-15000ms，精度5％△测量温度范围：0-100℃，读数精度0.1℃，精确度0.1℃。

△USB接口，提供仪器操作和数据传输至电脑。

△过程传输（选购），可以将测量的表面张力和温度值转变为外部信号传输给PLC 接收。

△重量270g，尺寸75x168x35mm△探头长度68mm△测量状态信号可视和可听测试方法：气泡压力法：通过液体分子间的吸引力，液体里面的空气气泡同样会受到这些吸引力的作用，譬如气泡在液体中形成会受到表面张力的挤压。

气泡的半径越小，它所有的压力就越大。

通过与外部气泡相比，增加的压力可用于测量表面张力。

表面张力仪的测试原理概述表面张力仪（Surface Tension Meter）是一种用于测量液体表面张力的仪器，它可以通过不同的方法，如静态与动态方法，来测量液体的表面张力值。

表面张力是指液体表面上单位长度的能量，通常用mN/m（米牛每米）或dyn/cm（达因每厘米）来表示。

表面张力仪可以用于对化学、物理和生物学领域中液体表面性质的研究。

静态方法静态方法是最常用的表面张力测量方法之一。

它可以用来测量水、有机液体或十六烷等不同液体的表面张力。

下面是静态方法的测试流程：1.将表面张力仪固定在一个框架上，框架上有一块水平的玻璃板。

2.用注射器将待测液体缓缓注入框架内，直到液体与玻璃板成一定的角度，此时液体表面高于玻璃板的高度。

3.开始测试，根据压电传感器读数可以计算出液面与玻璃板间的切线张力。

静态方法测量得到的值是相对准确的，但必须在一定范围内保证测试环境的相对湿度和温度。

同时，如果使用美洽力法进行测试，最后会得到一个浓缩系数，可以帮助计算出液体在界面上的活性系数。

动态方法动态方法也是表面张力测量中常用的方法之一，它可以测量多种表面张力的液体，如水、甘油、二甲苯等。

下面是动态方法的测试流程：1.使用注射器在表面张力仪的玻璃框架内注入待测液体。

2.启动仪器，在预设的频率下开始进行振荡。

3.通过测量振荡的幅值以及周期时间，利用拉普拉斯公式来计算出液体表面张力。

动态方法相对于静态方法需要更精准的仪器，同时还要对液体的粘度以及挥发性进行控制。

由于动态法的测量对环境干扰比较小，因此动态方法通常比静态方法更精准。

总结表面张力仪的测试原理在不同方法下具有不同的特点。

静态方法可以得到比较准确的结果，但其测试中需要保证环境条件相对稳定；动态方法的误差较小，但需要更精确的仪器，并且还要对液体的粘度和挥发性进行控制。

表面张力的测量可以用于支持在各种应用领域中所需的物理化学属性。

表面张力测试原理表面张力是液体分子间的相互作用力导致液体表面收缩的现象。

表面张力的大小取决于液体的性质和温度等因素。

表面张力的测试可以通过不同的方法进行，其中一种常用的方法是利用饱和溶液的能力进行测量。

表面张力测试的原理基于饱和溶液的特性。

饱和溶液是指在一定温度下，溶质在溶剂中达到了最大溶解度的状态。

在饱和溶液中，溶质与溶剂之间的相互作用力达到平衡，溶质分子以固定的速率从溶剂中溶解出来，与溶剂分子之间发生相互作用。

在表面张力测试中，常用的测试液体是水，因为水具有较高的表面张力。

首先，将水倒入一个测量皿中，使其形成一个平坦的表面。

然后，在表面上放置一个或多个细小的物体，如针尖或小片纸。

观察到物体浮在水面上并不立即下沉，这是因为水的表面张力使得液体表面呈现出一种弹性，能够支撑物体的重量。

为了测量表面张力的大小，可以通过改变物体的质量来推断表面张力的大小。

当物体的质量超过一定限度时，它将无法浮在液体表面上，而是下沉到液体中。

根据物体下沉的质量和物体在液体表面上浮动的质量之间的差异，可以计算出液体的表面张力值。

另一种常用的表面张力测试方法是利用浸润现象。

浸润是指液体与固体表面之间的相互作用，液体分子渗入固体表面的现象。

通过改变固体表面的润湿性，可以测量液体的表面张力。

常用的测量方法是将固体表面涂覆一层液体，观察液体在固体表面上的展开程度。

如果液体能够完全展开并覆盖固体表面，说明液体具有较低的表面张力；如果液体无法展开并形成球状，说明液体具有较高的表面张力。

表面张力测试在科学研究和工业应用中具有广泛的应用。

在科学研究中，表面张力的测试可以用于研究液体的物理特性和相互作用力。

在工业应用中，表面张力的测试可以用于液体表面活性剂的评估和产品质量控制。

例如，在制造洗涤剂和涂料等产品时，需要测试液体的表面张力来确定其清洁能力和涂覆性能。

表面张力测试是通过测量液体的性质和相互作用力来评估液体的表面张力大小的方法。

通过不同的测量原理和方法，可以准确地测量液体的表面张力值，为科学研究和工业应用提供有价值的信息。

表面张力的测量和应用表面张力是指液体表面上的分子间吸引力所产生的张力，是液体表面强度的度量。

通过测量表面张力，可以获得液体表面的物理和化学性质，从而为各种应用提供有效的参考。

一、表面张力的计算和测量表面张力可以通过两种方法进行计算和测量：接触角法和杂质提升法。

1. 接触角法接触角法是利用液体在固体表面上的接触角来计算表面张力。

接触角是液体与固体表面接触的角度，它可根据接触线和水平面形成的切线得出。

接触角的大小反映了液体与固体之间的相互吸引力大小。

一般来说，角度越小，液体越容易与固体相互吸附，表面张力越小。

2. 杂质提升法杂质提升法是通过往液体表面添加一定量的杂质，从而减小表面张力并测得表面张力大小。

添加的杂质通常为表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。

通过测量液体表面杂质提升前后的高度差，可以计算出表面张力的大小。

二、表面张力的应用表面张力主要应用于以下领域：1. 表面润湿性液体经过表面张力的影响，在固体表面上形成了一种液滴状结构。

这种液滴结构对于在固体表面上的液体润湿性有很大影响。

表面张力越小，液体在固体表面上的渗透性越强，润湿性越好。

在工业上，这种性质得到广泛应用，如涂料润滑剂等。

2. 微粒分散性表面张力对于微粒分散性的影响也很大。

在液体中添加适量的表面活性剂，可以减小液体表面张力，使得固体颗粒更容易分散在液体中，提高微粒分散度。

这种方法在制药、化工和材料科学等领域得到广泛应用。

3. 液滴稳定性表面张力对于液滴稳定性也有影响。

液滴稳定性可以用来判断液体的纯度和化学性质。

液滴不稳定的原因通常是表面张力不足或液滴大小不均。

因此，在制药和化学工业中，经常通过测量液滴大小和稳定性来测试化学反应、物质的纯度等。

总之，表面张力的测量和应用在各种领域都具有重要意义。

通过了解表面张力的大小和变化，可以更好地掌握物质的物理和化学性质，为工业生产和实验研究提供有效的依据。

表面张力测试方法综述一、力学法力学法是利用探针与液体或固体表面接触时所受到的力来计算表面张力或界面张力的方法。

这种方法需要使用特定形状和材质的探针，如杜氏环、威廉板、铂金板等，以及灵敏的天平或压力传感器。

力学法的优点是操作简单，适用于各种类型的液体和固体，不受温度和电导率的影响。

力学法的缺点是受到探针的清洁度、润湿性、振动等因素的影响，精度较低，不能测量动态表面张力。

1.1 杜氏环法杜氏环法是一种常用的力学法，它使用一个由铂金丝制成的环形探针，将其浸入液体中，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。

在这个过程中，液体会在探针周围形成一个薄膜，对探针产生一个向下拉的力。

这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。

杜氏环法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。

杜氏环法的计算公式为：γ=F 4πR其中γ为表面张力或界面张力，F为探针所受到的最大拉力，R为探针的半径。

1.2 威廉板法威廉板法是一种改进的杜氏环法，它使用一个由铂金制成的矩形板作为探针，将其水平地放置在液体表面上，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。

在这个过程中，液体会在探针两侧形成两个薄膜，对探针产生一个向下拉的力。

这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。

威廉板法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。

威廉板法的计算公式为：γ=F 2L其中γ为表面张力或界面张力，F为探针所受到的最大拉力，L为探针的长度。

1.3 铂金板法铂金板法是一种简便的力学法，它使用一个由铂金制成的矩形板作为探针，将其垂直地插入液体中，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。

在这个过程中，液体会在探针周围形成一个液柱，对探针产生一个向下拉的力。

这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。

铂金板法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。

物理化学界面现象教案中的界面界面张力测量技术一、引言物理化学界面现象是研究物质间相互作用的重要领域。

其中，界面张力是界面现象中一项举足轻重的测量指标。

本教案旨在介绍物理化学界面现象教学中的界面张力测量技术。

二、理论背景1. 界面现象和界面张力的概念界面现象指物质相互接触处发生的各种特殊现象，如液体表面的弯曲、液滴的形成等。

界面张力是指界面上液体表面对外界的抗拓展的能力，是液体分子间相互作用的结果。

2. 杨-拉普拉斯方程杨-拉普拉斯方程是描述液体表面曲率与界面张力关系的重要方程。

根据该方程，液滴的形状与液滴的体积和界面张力有关。

三、界面张力测量技术1. 静力法静力法是最常见的界面张力测量技术之一。

该方法通过测量液体表面的形状，计算出液滴的压强差与液滴的体积的比值，从而确定界面张力的大小。

2. 静电天平法静电天平法利用平衡液滴在电场中受力平衡的原理，测量液滴的形状、电荷和电场强度等参数，计算出界面张力的数值。

3. 阿贝力计法阿贝力计法利用阿贝力计对液滴进行测量，通过计算液滴的体积和重力之间的关系，推导出界面张力的值。

4. 压电剪切震荡法压电剪切震荡法利用压电剪切片的震荡频率与界面张力之间的关系，通过计算频率的变化来测量界面张力。

5. 动态表面张力测量技术动态表面张力测量技术是一种基于振铃静滴法原理的测量方法，通过测量液滴形态变化的动态数据，计算出界面张力的数值。

四、教学实例1. 实验目的本实验旨在学习和掌握几种常用的界面张力测量技术，加深对界面现象和界面张力的理解。

2. 实验步骤(详细介绍每种技术的步骤和操作要点，如何准确测量界面张力的数值)3. 实验结果与分析(根据实验数据，对测量结果进行分析和讨论，比较不同方法的优缺点)4. 结论综合比较各种界面张力测量技术的优缺点，选择合适的方法进行具体应用。

界面张力测量技术在物理化学领域的应用广泛，为研究和开发新材料、新工艺提供了重要依据。

五、课堂讨论和总结根据实验结果和理论知识，进行课堂讨论和总结，帮助学生加深对物理化学界面现象和界面张力测量技术的理解，提高实验操作和数据处理的能力。

表面张力测试原理表面张力是液体分子间的相互作用力，是液体在表面形成薄膜的现象。

表面张力测试原理是通过测量液体表面的张力来判断液体的表面性质和质量。

表面张力的测试方法有很多种，常见的有接触角法、静水压法、浮力法等。

接触角法是指测量液体与固体之间的接触角来估计表面张力。

静水压法是通过测量液体在管道内产生的静水压力来间接测量表面张力。

浮力法是通过在液体中浸入一块已知面积的物体，测量物体浮起时产生的浮力来计算表面张力。

接触角法是最常用的表面张力测试方法之一。

它利用液体与固体之间的接触角来判断液体的表面张力。

接触角是液体与固体接触时，液体表面与固体表面之间的夹角。

对于液体在固体表面上的接触，存在三种情况：接触角小于90度，接触角等于90度，接触角大于90度。

当液体在固体表面上形成凸起的形状时，接触角小于90度。

这种情况下，液体在固体表面上的张力大于液体在自由表面上的张力，表面张力较大。

当液体在固体表面上形成扁平的形状时，接触角等于90度。

这种情况下，液体在固体表面上的张力等于液体在自由表面上的张力，表面张力较小。

当液体在固体表面上形成凹陷的形状时，接触角大于90度。

这种情况下，液体在固体表面上的张力小于液体在自由表面上的张力，表面张力较小。

静水压法是一种通过测量液体在管道内产生的静水压力来间接测量表面张力的方法。

静水压力与液体的表面张力有一定的关系。

当液体表面张力较大时，液体在管道内形成的静水压力较大；当液体表面张力较小时，液体在管道内形成的静水压力较小。

通过测量液体在管道内的静水压力，可以间接地推测液体的表面张力大小。

浮力法是一种通过在液体中浸入一块已知面积的物体，测量物体浮起时产生的浮力来计算表面张力的方法。

根据浮力平衡原理，液体对物体的浮力等于物体的重力。

通过测量物体浸入液体前后的重力差异，可以计算出液体对物体的浮力，从而推测液体的表面张力大小。

表面张力测试原理是通过测量液体表面的张力来判断液体的表面性质和质量。

物理化学中表面张力的测量方法与应用表面张力，简单来说就是某种物质的表面呈现出的微观力学特性，它是交界处分子之间相互作用力的产物。

在物理化学领域，表面张力是一个十分重要的研究对象，因为它与很多物质的性质密切相关。

例如，液体表面张力的大小可以影响它的稳定性、光泽度、流动性以及在涂料、油漆、化妆品等各种工业领域的应用。

本文将介绍物理化学中表面张力的测量方法和应用。

一、环法测量法环法测量法是分析液体表面张力的一种古老但常用的测量方式。

其基本思想是根据液体静止在异形环表面的原理来测量液体的表面张力。

环法测量法需要一定的实验技巧和精度，通常需要进行多次测量求平均值，然后计算液体的表面张力。

二、降相压法测量法降相压法是现代物理化学中应用比较广泛的测量表面张力的方法之一。

该方法通过实验中降低液体与大气的接触面积，从而使液体表面发生凸起现象，通过对凸起高度测量来确定液体的表面张力。

这种方法较为准确，且操作相对简单，可以应用于多种液体的表面张力测量。

三、应用由于表面张力能够反映液体中分子间相互作用的强弱，常常被应用于多种领域的研究。

例如，测量液体表面张力可以用于估算大气湿度、优化化工加工参数以及开发新型液体表面技术等领域。

在医学和生物学领域，测量表面张力也具有很大的作用。

例如，在研究细胞膜时，表面张力的改变往往能够影响细胞膜的形状、钙离子的通道以及细胞内多种代谢过程。

此外，许多家用品和日化用品中也运用了表面张力的原理。

例如，洗衣液、洗碗液等清洁用品中含有高表面活性剂含量的成分，以减小水面张力来更好地清洁杂质和污渍。

此外，在食品和饮料生产中，通过调整添加剂的种类和浓度等可以控制产品的表面张力以达到理想的性质。

总之，表面张力的测量方法和应用十分的广泛。

这种物理现象的研究和应用已经深入到了物理化学领域以及生活的各个方面，其研究仍在不断深入和扩展。

表面张力仪的使用及操作1. 工作原理1.1 表面张力众所周知，我们可以根据分子间的互相吸引力来解释液体的性质。

这种分子间的吸引力就被称之为分子内聚力或称范德华力。

而表面张力、界面张力以及相类似的现象就是用来解释分子内聚力的基本物理现象。

具体来说，构成液体的分子在表面上所受的力与本体内的会不相同。

在本体内的分子所受的力是对称的、平衡的。

而在表面上的分子，受本体内分子吸引而无反向的平衡力。

这就是说，它受到的是拉入本体内的力。

也就是说，力图将表面积缩小，使这种不平衡的状态趋向平衡状态。

热力学的说法是：要将这体系的表面能降至最小，这个力就称为“表面张力”，也说是单位面积上的自由能（J/m 2），也就是形成或扩张单位面积的界面所需的最低能量。

它的数值和表面张力（N/m ）一致。

由于习惯，常用表面张力表示表面自由能，它对液体表面的物理化学现象起着至关重要的作用。

在日常生活中，早晨荷叶上的露珠、杯子中的弧形水面等均为表面张力现象，如图1。

θγS γSL 固体液体 γLγS ＝γL ・cos θ＋γSL Young equationγS ： 固体表面张力γSL ： 固/液表面张力γL ： 液体表面张力θ ： 接触角图1 液体表面张力机理图2.2 白金板法当感测白金板浸入到被测液体后，白金板周围就会受到表面张力的作用，液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉。

当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时，感测白金板就会停止向液体内部浸入。

这时候，仪器的平衡感应器就会测量浸入深度，并将它转化为液体的表面张力值。

具体测试过程中，白金板法的测试步骤为：（1）将白金板浸入液体内；（2）在浸入状态下，由感应器感测平衡值；（3）将感应到的平衡值转化为表面张力值，并显示出来。

如图2.バ ネ の 力表 面 張 力 平衡值表面张力 液体样品 液体样品 1) 感测白金板的表面张力将远大于液体的表面张力，以便于液体有效润湿白金板及在板上爬升； 2) 液体会在白金板周围形成一个角度的弧形液面；3) 表面的分子力发生作用，并将白金板往下拉。

表面张力的测定
实验目的：用较低的温度冷却表面张力测定仪，从而得到一个温度与表面张力之间的线性关系。

实验原理及方法：测量仪器在微机上输入所需数据后自动求平均值，再将平均值转换成张力单位/mn/ mm，即一定温度下的张力单位为10^4～10^2N/mm，并以10N/mm为单位保留。

此外，根据表面张力值与变温速率之间的函数关系，即得到相应的变温速率系数K。

由测得的表面张力数据查表可得温度与表面张力之间的关系，通过计算即得到不同变温速率下的临界张力。

4、用环形电极测试在不同冷却条件下的表面张力值。

分别测出变温过程中不同冷却速率下的临界张力。

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表面张力仪的测试原理是怎样的？表面张力是液体表层分子之间的引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力，表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。

很多宏观的问题都可以通过测量表面张力来解决。

如在陶瓷喷墨行业中，墨水在动态表面张力不合适的情况下，会发生拉线、团聚、斜喷、显色等问题。

涂料行业的缩孔、润湿、流平、针孔、缩边、镜框效应、长波短波等问题，都与表面张力有关系；可利用表面张力仪解决配方研发、成本优化、添加量确定、来料检验、出厂质检等问题。

所以表面张力仪的出现，解决了非常多的实质性问题。

表面张力仪测试原理：表面张力仪是以鼓泡法为原理的表面张力仪。

通过液体分子间的吸引力，液体里面的空气气泡同样会受到这些吸引力的作用，譬如气泡在液体中形成会受到表面张力的挤压。

气泡的半径越小，它所有的压力就越大。

通过与外部气泡相比，增加的压力可用于测量表面张力。

空气经由毛细管进入液体，随着气泡形成外凸，气泡的半径也随之连续不断的减小。

这个过程压力会上升到值，气泡半径小。

此时气泡的半径等于毛细管半径，气泡成半球状。

此后，气泡破裂并脱离毛细管，新气泡继续形成。

把过程中的气泡压力特征曲线描绘出来，我们就可以用它来计算出表面张力表面张力仪三项强大功能：独立模式—快速质量监控快速、可靠的质量控制模式。

设定测量参数后可以准确测量并显示表面张力值。

自动模式—研发的理想工具能够独立设定测量范围、测试数据数目、测量的平均值，是研发的理想工具。

在线模式—易于过程监控表面张力仪具有专门用于生产过程中的连续监控模式。

用户能够容易调整测量参数。

表面张力仪的使用有时需要进行校准，如何进行呢？1、打开表面张力仪电源开关，将铂金环轻轻的挂在平衡杆上，将样品杯内加入纯净水至下刻度线，并放在仪器工作台上，准备测试。

2、在仪器的参数设置里的密度、环境温度、铂金环半径、铂金环的周长等设置好。

3、按下“砝码标定”键，把仪器配置的2克砝码，挂在铂金环挂钩处，按仪器显示器的提示，进行标定操作，按保存键退出。

实验五十六界面张力的测定一实验目的1.掌握界面张力和表面张力的基本概念；2.了解界面张力和表面张力产生原因和现象；3.学会表面张力仪的使用方法。

二实验原理处于界面的分子与处于相本体内的分子所受的力不同,在本体内的分子所受的力是对称平衡的，合力为零,但处在表面或界面的分子由于上、下层分子对它的吸引力不同，所受合力不等于零，其合力方向一般情况下垂直指向液体内部，如在无外力作用下的水滴、汞滴、杯子中的弧形水面等，这种力由液体分子间内聚力引起，被称为界面张力。

通常情况下，界面张力（interfacial tension)是指不相容两相间的张力，而表面张力（surfacial tension)是界面张力的一种特殊形式，是指气-液或气-固界面的张力。

表面张力是液体的属性之一，仅与温度有关，一般情况下温度越高，表面张力就越小。

另外杂质或添加剂会明显改变液体的表面张力，比如洁净的水表面张力很大，沾有肥皂液的水表面张力就比较小。

具有不同表面张力的液体呈现不同的物理现象和化学性质，液体的溶解性、润湿性、发泡性、涂布性及渗透性等性质也同表面张力有关。

人们经常对给定的液体进行表面张力的分析，进而研究该液体相对于其他液体或固体的物理现象，而这种研究正是产业化过程中进行质量控制的基本手段之一。

本实验学习使用2种表面张力测量方法，白金环法（又称du Nouy法）和白金板法（又称Wilhelmy法）。

表面张力的测定最早使用的白金环法，但由于白金环法存在某些不足，因此又研究开发出白金板法。

图1是实验中使用的全自动表面张力仪示意图。

1双头挂钩及白金环（或白金板）； 2样品托盘；3张力仪主机；4样品台升降构件；5水平调节脚；6液晶显示屏（显示测得的数值部分）；7按键“开/关、去皮、校准、模式”； 8测力值传感器； 9水平泡图1 全自动表面张力仪示意图（1）白金环法白金环法的测量首先将白金环轻轻浸入液体中大约5～6mm 左右，随后将白金环慢慢地往上提升，即液面相对而言下降，使得白金环下面形成一个液柱，并最终与白金环分离。

张力仪的功能及测量方法张力仪工作原理我们一般把液相－气相之间的张力称为表面张力，例如我们说20℃时水的表面张力是72.75，就是指水与空气界面上的表面张力。

我们又把液相－液相之间的张力称为界面张力，如石油行业三次采油需要测量驱油剂和原油之间的界面张力。

上述分类尽管不是特别严谨，但符合一般用户习惯的理解，在下文中连续沿用。

全自动张力仪是一种用物理方法代替化学方法的简单易行的测试仪器，用其可以快速精准地测出各种液体的表/界面张力值。

不仅是科研、教学之必备仪器，还应用于绝大部分生产行业。

测量方法紧要有铂金板法、铂金环法、旋转滴法、悬滴法、气泡压力法.●铂金板法：当感测浸入到被测液体后，白金板四周就会受到表面张力的作用，液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉。

当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时，感测白金板就会停止向液体内部浸入。

这时候，仪器的平衡感应器就会测量浸入深度，并将它转化为液体的表面张力值。

●铂金环法：由于被广泛应用于du Nouy表面张力仪，这种方法又称为du Nouy法，并因之操作简便而被广泛使用。

白金环法这个称法是因测试部分与液体样品间会形成一个环形而得的。

●旋转滴法：旋滴法的基本原理是依据Bashforth－Adams方程从滴的形状和尺寸求出界面张力，通过旋转使液滴处于确定的离心力场之中，调整转速可更改液滴的平衡形状以便于测定。

紧要测量超低界面张力。

●悬滴法：通过处理最大的液滴的图像来计算表面张力●气泡压力法：毛细管与气体接口和灵敏压力传感器相连，气体通过毛细管，在毛细管端形成气泡，并测出此气泡的压力，转换成表面张力。

表面张力仪如何进行校准？表面张力仪的使用有时需要进行校准，如何进行呢？接下来给大家介绍表面张力仪的校准内容，它对测试样品张力值的精准性有至关紧要的影响，对这方面学问感喜好的伙伴千万不要错过。

1、打开表面张力仪电源开关，将铂金环轻轻的挂在平衡杆上，将样品杯内加入纯洁水至下刻度线，并放在仪器工作台上，准备测试。

表面张力仪原理表面张力仪是一种用来测量液体表面张力的仪器，它能够精确地测量液体表面张力的大小。

表面张力是指液体表面由于分子间相互作用力而产生的一种特殊的张力现象。

在液体表面上，由于分子只受到液体内部和表面的分子的作用力，所以表面上的分子受到的合力不平衡，产生了表面张力。

表面张力决定了液体表面的形状和性质，对于很多工业生产和科学研究来说，都有着非常重要的意义。

表面张力仪的原理主要是通过测量液体表面张力对悬挂物体的作用力来确定表面张力的大小。

在表面张力仪中，通常会使用一个悬挂的环，将其浸入待测液体中，然后通过调整悬挂环的高度，使得悬挂环上下受到的作用力平衡，从而测量出液体表面张力的大小。

具体的测量原理如下：首先，将悬挂环浸入待测液体中，然后通过调整悬挂环的高度，使得悬挂环上下受到的作用力平衡。

在这个过程中，液体表面张力会对悬挂环产生一个向上的作用力，这个作用力会被传递到悬挂环的支撑系统上。

通过测量支撑系统的位移，就可以确定液体表面张力的大小。

其次，表面张力仪还可以通过测量悬挂环的共振频率来确定液体表面张力的大小。

当悬挂环受到外力作用时，会产生共振现象，通过测量共振频率的变化，就可以确定液体表面张力的大小。

另外，表面张力仪还可以通过测量悬挂环的振幅来确定液体表面张力的大小。

当悬挂环受到外力作用时，会产生振幅的变化，通过测量振幅的变化，就可以确定液体表面张力的大小。

总的来说，表面张力仪通过测量悬挂环的位移、共振频率和振幅等参数的变化，来确定液体表面张力的大小。

通过这些测量参数的变化，可以精确地确定液体表面张力的大小，为科研和工程应用提供了非常重要的数据支持。

在实际应用中，表面张力仪被广泛应用于化工、制药、食品、医疗等领域。

比如，在化工领域，表面张力仪可以用来测量液体的界面活性剂含量，从而确定液体的表面张力，为工艺参数的控制提供重要依据。

在医疗领域，表面张力仪可以用来测量生物液体的表面张力，从而为疾病诊断提供重要参考。

基础知识2第三讲表（界）面张力3.0 思考题（1）什么是表（界）面张力？降低表（界）面张力有什么意义？（2）简述：表面张力的测定方法（常用的有7种）及各自的适用范围。

（3）解释：毛细上升法、脱环法、滴重法、吊片法、最大气泡法、停滴法、悬滴法。

（4）写出Szyszkowski公式，指出其研究内容和用途。

（5）解释：表面张力曲线的最低点现象。

（6）什么是表面活性剂样品纯净与否的重要标志？（7）正、负离子表面活性剂混合会发生什么现象？为什么？（8）解释：表面活性剂降低水表面张力的能力、效率（9）什么是溶液的平衡表面张力、动表面张力？影响动表面张力的因素存在哪些定性规律？（10）什么是溶液表面张力时间效应？如何测定？影响因素？（11）简述：振荡射流法的基本原理。

（12）液液界面由哪些途径形成，是否自发进行？（13）解释：界面张力、界面自由能、界面张力曲线转折点。

（14）何谓“超低界面张力”？有何实际应用？简述旋滴法测定超低界面张力的基本原理。

3.1 基本概念1.界面、界面现象、界面张力（界面自由能）表面张力现象.A VI2.毛细上升法、脱水法、滴重法、吊片法、最大气泡法、停滴法、悬滴法（7种测定界面张力的方法）3.表面张力曲线的最低点现象4.振荡射流法5.Szyszkowski公式6.超低界面张力、旋滴法3.2 基本原理1.测定界面张力方法的原理（常用的7种方法）①毛细上升法②脱环法③滴重法④吊片法⑤最大气泡法⑥停滴法⑦悬滴法2.振荡射流法的工作原理。

3.应用“超低界面张力”技术解决注水油井后期石油开采的基本原理。

3.3 思考题参考答案（1）什么是表（界）面张力？降低表（界）面张力有什么意义？ 答：表（界）面张力是指由于液相表面分子受到的内部分子作用力大于外界气相（或另一相）分子的作用力而形成向内收缩的合力。

表面活性剂的许多应用都与降低液体的表（界）面张力的能力有关。

如起泡作用、润湿作用、铺展作用等，它们又衍生出许许多多的物理化学性质。