Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

 

Изобретение относится к области исследования физических характеристик жидких сред, в частности определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, и может быть использовано в химической промышленности, а также для научных исследований. Целью изобретения является повышение точности путем снижения ошибок, связанных с различием электрических свойств жидкостей. Способ основан на нахождении поправки к величине коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, найденной по значению напряжения, приложенного между поверхностью этой жидкости и внешним электродом, при котором начинается распад на капли возникающего при этом всплеска. Для этого дополнительно измеряют размер и заряд образующихся капель, после чего определяют значение поправки по предложенной расчетной формуле. 2 ил., 2 табл.

ссиоз советских ссциАлистических

РЕСПЮЛИК (193 - (11) А1 (51) 5 G 01 N 3/02

ГОсудАРстВенный кОмитет . по изоыРетениям и отнРытилм гири гкнт ссс (21) 4419945/31-25 (22) 03. 05. 88 (46) 07 05.90. Бюл. № 17 (71) Одесский государственный универ ситет им. И.И. Мечникова (72) С.В. Лопатенко, В.А. Салов и А.В. Колпаков (53) 532. 64 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 601602, кл. G 01 N 13/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 320755, кл. G 01 Б !3/02, 1970. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области исследования физических характеристик жидких сред, в частности определения коэффициента поверхностного натяжения

Изобретение относится к исследованию физических характеристик жидких сред, в частности определению коэффициента поверхностного натяжения жидкости, и может бить использовано в химической промьппленности, а также в области научных исследований.

Целью изобретения является повышение точности путем снижения ошибок, связанных с различием электрических свойств жидкостей.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления способа; на фиг.

2 — график калибровочной зависимости.

Устройство для осуществления способа состоит из сосуда 1 из изоляционного материала для жидкости . В сосуде

2 жидкости, и может быть использовано в жмической промышленности, а также для научных исследований . Целью изобретения является повьппение точнос ги путем снижения ошибок, связанных с различием электрических свойств жидкостей. Способ основан на нахождении поправки к величине коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, найденной по значению напряжения, приложенного между поверхностью этой жидкости и внешним электродом, при кото-ром ничинается распад на капли возникающего при этом всплеска. Для этого дополнительно измеряют размер и заряд образующихся капель, после чего определяют значение поправки по предло- Е женной расчетной формуле. 2 ил., 2 табл.

l (иввй

1 размещен кольцевой электрод 2, под- Qll ключенный к заземленной положитель- ф ной клемме источника 3 постоянного напряжения. По оси кольцевого электро- ® ,да 2 над ним расположен электрод 4 который подключен к отрицательной клем- ф1 ме источника 3, напряжение на выходе которого контролируют вольтметром 5. Вблизи электрода 4 расположено сопло 6 для подачи потока воздуха в горизонтальном направлении от компрессора 7.

Напротив сопла 6 расположено ин- 3ь дукционное кольцо 8, соединенное через усилитель тока 9 с запоминающим осциллографом 10. За кольцом 8 размещена стеклянная подложка, покрытая, например, слоем смеси вазелина и кон3

1562774 гдпоправка к коэффициенту поверхностного натяжения эталонной жидкr>сти н/м заряд капли эталонной жид- кости Кл1. относительная диэлектрическая проницаемость эталонной жидкости денсаторного масла для улавливания капель жидкости, уносимых потоком воздуха из промежутка между поверхI ностью жидкости и электродом 4 через индукционное кольцо 8. Устройство

5 снабжено также оптическим микроскопом для измерения размера капель, осевших на стеклянную подложку.

Для осуществления способа необхо;. римо иметь калибровочную зависимость которую получают следующим образом.

В качестве эталонных жидкостей использованы: вода, формамид, анилин, диоксан, толуол и этанол. В табл.1 приве- 15 дены значения коэффициента поверхностного натяжения, и относительной диэлектрической проницаемости E эталонных жидкостей при 25оС.

В сосуд 1 з алив ч(от ту или иную эталонную жидкость так,. чтобы она пок-( ( рыла электрод 2 на 5 мм.

Вкгпочают источник 3 постоянного

Напряжения и медленно увеличивают

Напряжение до распада на капли образу ющегося всплеска жидкости под электродом 4. С помощью вольтметра 5 изме-. ряют разность потенциалов П между электродом 4 и жидкость(о в момент распарь всплеска жидкости на капли„ Пото-ЗО ком воздуха от компрессора 7 через сопло 6 смещают капли жицкости в направлении индукционного кольца 8.

Заряженные капли жидкости, пролетая через измерительное кольцо 8, наводят 35 в нем заряд q, который усилийается усиг(итчем 9 тока и регистрируется запоминающим осцилг(ографом 10. 0 величине заряда судят по амплитуде вс тлеска на экране осциллографа 10, сетка которого отградуирована в единицах измерения заряда. Затем с помощью оптического микроскопа измеряют радиус г капель жидкости, осажденных на стьклянную подложку после их прохождения через индукционное кольцо 8.

По измеренным величинам рассчитыва(от величину ,г (1 р

641 ЯГг= 5О .""эо з

Я, = 8,85 10 ((/м — диэлектрическая проницаемость вакуума; радиус капли эталонной жидкости, м.

После этого рассчитывают величину эффективного коэффициента поверхностного натяжения эталонной жидкости 1 с помощью выражения

% ,1г ч

Измерение и вычисление величины для разных эталонных жидкостей приве.Ч дени в табл.2.

1.

По полученным данным строят калибровочную зависимость ((.(), приведенную на фиг . 1 .

Для определения коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости ее заливают в сосуд 1 до того же уровня, что и при получении калибровочной зависимости с помошью эталонных жидкостей. Проводят те же операции, что и в случае эталонной жидкости. Для дибутилфталата получены следу(оцие значения: заряд. капли (1 „=- 4 10 Кл, радиус капли r „= . I(10 м, разность потенциалов в момент распада всплеска исследуемой щцкости на капли П = 6,4 кВ. По измеренной разности потенциалов с помощью калибровочной зависимости 5 (U), приведенной на фиг.2, определяют эффектив! ный коэффициент поверхностного натяжения = 29,7 10 з н/м.

Учитывая, что для дибутилфталата

Я „ = 6,44, рассчитывают поправку с помощью выражения

2 6 — — — — — -=34-10 н/м

Чп 1

64 E Я ((гз

h ((Коэффициент поверхностного натяжения дибутилфталата Ь, определяют выражением

6 =6+(й= 33 1 1(з н/м

Формула изобретения

Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, зак; лючающийся в приложении разности потенциалов между поверхностью исследуемой жидкости и электродом, расположенным над поверхностью исследуемой жнцкости, увеличении разности потенциалов до ояспада всплеска жидкости под электроI дом на капли, измерении разности

74 где q„1

Ч г

64я я,гr, Таблица

ПараметPbI

Вода

Формамид

Диоксан Толуол

3танол нилин

10 эн/м

Яэ

42,8 32,96

6,79 2,21

7),9 57,7

78,5 )08,0

27,29

2,38

22,35

24,7

Анилин

8.

8,4

) o»о

3,22

54,48

1114,2

4,58

67,32

8.

7,2

29

2,27

40, 53

1,3

1»5

5 31

27,65

1r >, мкм

I U, кв

10Г н/м

С>, 10 /

6,2

1,1

4,21

23,08

6.

6,0

2,4

1,93

20,42

5 ° 15627 потенциалов в момент распада всплеска жидкости под электродом на капли и определении коэффициента поверхностного натяжения исследуемой

5 жидкости с помощью калибровочной ависимости, полученной для эталонных жидкостей с известным поверхностным натяжением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем снижения ошибок, связанных с различием электрических свойств жидкостей, дополнительно измеряют размер и заряд капель исследуемой жидкости, образующихся при распаде всплеска, в качестве калибровочной используют зависимость разности потенциалов в момент распада всплеска эта-.. лонной жидкости на капли от коэффициента поверхностного натяжения эта- 20 лонной жидкости, уменьшенного на вели" чину д равную

Параметры Вода Формагде q — заряд капли эталонной жидкости, Кл, 8 — относительная диэлектрическая проницаемость эталокной жидкости;

Е, = 8,85 10- Ф/м — диэлектрическая постоянная вакуума;

r — радиус капли эталонной жидкости м а при определении коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости к значению, полученному по калибровочной зависимости, прибавляют величину d6 „, равную г

a6„=

648„Е, r „ заряд капли исследуемой жидкости, Кл; относительная диэлектричес™ кая проницаемость исследуемои жидкости радиус капли исследуемой жидкости.

Т а блица 2

Диоксан Толуол Этанол

15б2774

Составитель А. Кощеев

Редактор Н. Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор Т. Палий

Заказ 1058

Подписное

Тираж 482

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

3 g 70 р и/ю

l0 Цк3