Ringmethode nach Du Noüy

Messmethode zur Messung der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und der Grenzflächenspannung zwischen zwei Flüssigkeiten. Gemessen wird die an einem Ring wirkende, auf die benetzte Länge bezogene Kraft, die beim Bewegen des Ringes von einer in die andere Phase durch die Spannung der herausgezogenen Flüssigkeitslamelle entsteht.

Hintergrund

An der Lamelle, die bei der Bewegung des Rings durch die Phasengrenze entsteht, tritt ein Kraftmaximum Fmax zu dem Zeitpunkt auf, da die Lamelle senkrecht zur Ringebene liegt. Dieses Maximum korreliert mit der Oberflächenspannung σ bzw. mit der Grenzflächenspannung gemäß folgender Gleichung:

Schematische Darstellung der Du-Noüy-Ringmethode

Die benetzte Länge L des Ringes entspricht der Summe aus dem inneren und äußeren Umfang. Als Material dient Platin-Iridium, weil diese Legierung aufgrund ihrer sehr hohen freien Oberflächenenergie optimal benetzbar ist und deshalb mit Flüssigkeiten generell einen Kontaktwinkel θ von 0° (cos θ = 1) ausbildet. Darüber hinaus ist das Material chemisch inert und leicht zu reinigen.
Das Kraftmaximum wird bei einem modernen Tensiometer (K100, K11, K20) mit Hilfe eines elektronischen Kraftsensors ermittelt und kann ohne Lamellenabriss wiederholt bestimmt werden. Bei einem rein mechanischen Tensiometer (K6) muss die Lamelle bis zum Abriss gedehnt werden (Ringabrissmethode).
Bei der Ringmethode nach Du Noüy muss eine Korrektur des Messwerts durchgeführt werden, weil das Flüssigkeitsgewicht der Lamelle die gemessene Kraft vergrößert und weil das Kraftmaximum an der Innen- und Außenseite der Lamelle nicht gleichzeitig auftritt. Es existieren verschiedene, bei elektronischen KRÜSS-Tensiometern integrierte Korrekturmethoden, die auf eine empirisch ermittelte Tabelle der Autoren Harkins und Jordan zurückgehen.
Aufgrund der Bewegung des Ringes während des Messvorgangs ist die Ringmethode nur eine quasi-statische Methode. Bei Flüssigkeiten, die den Gleichgewichtswert der Oberflächenspannung nur langsam ausbilden, wird die statische Plattenmethode nach Wilhelmy bevorzugt angewendet.