滴重计

滴重计是一种用于测量液体表面张力(SFT)和两种液体之间的界面张力(IFT)的简单通用手动仪器。测量包括确定从垂直毛细管流过的液滴落下的液滴质量体积。滴重计是早期形式的滴体积法张力仪,它通过电子控制的液体滴定和光学液滴检测来测量动态IFT或SFT

 

背景

根据Tate定律,落下质量m取决于表面张力(SFT)σ,毛细管内径r和重力加速度g:

Tate??
Schematic picture of a stalagmometer

这个方程式描述了液滴在其重力刚刚超过新形成液体表面的张力,恰好下降的时刻。如液体密度已知,则计量器可测出液滴体积,也可计算已知体积液滴的界面张力。如毛细管的内径未知,则样品的相对SFT可由已知SFT(通常为水)推导。

对表面活性剂溶液的适用性

因为测量的是新的表面产生的过程,所以测量结果不是一个静态值,而是描述了和时间相关的动态值过程。由于表面活性剂扩散吸附动力,只要悬挂在毛细管底部液滴的表面张力还没有达到平衡值,其最终结果就取决于离开其时的表面年龄。使用手动滴重计,流量和表面年龄只能在非常有限的范围内调整。由于液体静压力的降低,在测量过程中也会发生变化,因此这个效应无法量化。

滴体积法张力仪中运用的测量原理

通过电子滴体积法张力仪,可以预先确定流速并在较大的范围内改变流速。这些仪器利用表面活性剂溶液的IFT或SFT对其的依赖性,以研究表面活性剂的动态特性,并量化其在不同速度的工艺过程中的行为。此外,在低流速下,通常可以测量IFT / SFT的平衡值,这和其静态测量的结果一致。

文献目录

T. Tate, Phil. Mag. 22, 176 (1864)