Методы определения поверхностного натяжения

Методы определения поверхностного натяжения на границе раздела жидкость – газ делятся на две группы: динамические (кинетические) и статические. К динамическим методам относятся: метод наибольшего давления пузырька газа (метод Ребиндера); метод счета капель (сталагмометрический метод); метод отрыва кольца; метод пластинки Вильгельми и др. Из статических методов наиболее известным является метод поднятия жидкости в капилляре.

Рассмотрим краткую характеристику этих методов.

2.6.1. Метод наибольшего давления пузырька газа
(метод Ребиндера)

Метод основан на измерении давления, при котором происходит отрыв пузырька газа (воздуха), выдуваемого в жидкость через капилляр. При медленном продавливании пузырька из капилляра в жидкость в нем возникает избыточное внутреннее давление , которое рассчитывается по закону Лапласа (2.23).

Радиус кривизны изменяется по мере продавливания пузырька в жидкость. В начальный момент времени (рис. 2.12) пузырек имеет большой радиус кривизны и поверхность его почти плоская (). Со временем радиус кривизны уменьшается, пузырек становится все более выпуклым и при избыточное давление внутри пузырька достигает максимального значения . Это давление соответствует внешнему давлению в капилляре. Для дальнейшего увеличения размера пузырька не требуется повышения внешнего давления, поскольку с ростом пузырька внутреннее давление в нем в соответствии с уравнением Лапласа уменьшается. В результате воздух, находящийся в трубке, устремляется к сформировавшемуся пузырьку и приводит к его отрыву от капилляра.

Рис. 2.12. Изменение радиуса

кривизны поверхности пузырька газа:

1– r >>R; 2 – r = R

Чтобы избежать трудностей, связанных с измерением радиуса кривизны поверхностное натяжение определяют относительным способом: находят наибольшее давление пузырька газа в воде и в исследуемом растворе ПАВ:

; ,