Способ определения поверхностного натяжения жидкостей и устройство для его осуществления

 

Использование: оперативное определение поверхностного натяжения жидкостей. Сущность: определяют высоту подъема жидкости в блоке капилляров до и после наслаивания исследуемой жидкости на поверхность стандартной жидкости. В качестве стандартной жидкости используют электропроводящую жидкость. Блок капилляров выполняют из электропроводных пластин , разделенных диэлектриком. Крайние пластины блока соединяют последовательно с источником переменного тока и измерителем параметров переменного тока. Высоту подъема жидкости определяют путем измерения электрических параметров цепи переменного тока. Блок капилляров может быть выполнен из концентрических электропроводных трубок. 2 с.п,, 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51>5 G 01 N 13/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:;,.

К ПАТЕНТУ (21) 4907082/25 (22) 25.16.90 (46) 15.08,93. Бюл. М 30 (76) В.И. Путинцев, Е.IO. Ведмеденко и

Ю.В;Гаврюшенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 878256, кл. А 61 В 5/08, 1979.

Прохоров В.А., Русанов А.И. ст. "0ceсимметричные мениски и методы определения равновесного поверхностного натяжения жидкостей". В кн.:"Физическая химия. Современные проблемы,". М., "Химия", 1988, с, 197-199, 207-208, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа и может быть использовано в фармацевтической, химической и других видах промышленности, экологии, медицине для определения поверхностного натяжения {ПН) жидкостей.

Целью изобретения являются повышение точности и упрощение процесса измерений.

На фиг. 1, 2, 3 представлен чертеж с блоком капилляров иэ электропроводных пластин; на фиг. 4, 5 — с блоком капилляров иэ концентрических электропроводных трубок, Блок капилляров из электропроводных пластин включает пластины 1 иэ электропроводного материала шириной а, установленные параллельно друг другу, с зазорами

d между ними и коробчатой обоймой 2 по

„„ Ы„„1835ОО8 АЗ (57) Использование; оперативное onpeäåëåние поверхностного натяжения жидкостей, Сущность: определяют высоту подъема жидкости в блоке капилляров до и после наслаивания исследуемой жидкости на гloверхность стандартной жидкости. B качестве стандартной жидкости используют электропроаодящую жидкость. Блок капилляров выполняют иэ электропроводных пластин, разделенных диэлектриком. Крайние пластины блока соединяют последовательно с источником переменного тока и изл ерителем параметров переменного така.

Высоту подъема жидкости определяют путем измерения электрических параметров цепи переменного тока, Блок капилляров может быть выполнен из концентрических электропроводных трубок. 2 c,ï„1 з.п. ф-лы, 5 ил. боковым поверхностям блока, выполненной из диэлектрика, которая полностью закрывает наружные поверхности пластин на высоте, не достигаемой жидкостью при ее подъеме в капиллярах.

На обойме имеются выступающие наружу кронштейны 3, которые при установке блока капилляров а кювету 4 заходят в вертикальные прорези на кромках стенок кюветы.

Блок капилляров включен в электрическую цепь последовательно, через крайние пластины 1, Измерение электрических параметров блока капилляров с содержащейся между пластинами жидкостью производится прибором 5 (измеритель электрических параметров с встроенным источником переменного тока). Кювета 4 находится в блоке термостабилиэации 6.

1835061 пл2 йуд,м (пуд,ст б A+

40

Ьяизм 4

45 оубх

На фиг, 4, 5 представлен вариант устройства с блоком капилляров 7 из концентрических электропроводных трубок с центральным электродом 8 в трубчатой обойме 9 вокруг боковой поверхности блока. Капилляры включены в цепь последовательно, через центральный электрод 8 и внешнюю трубку блока капилляров.

Изобретение осуществляется следующим образом. Кювету 4 из несмачиваемого материала площадью 5026,5 мм, находящу2 юся в блоке термостабилизации 6 с заданной температурой в диапазоне 25-50 С, заполняют стандартной жидкостью с известными плотностью и удельной электропроводностьа (например, 0,97 раствором

NaCI) той же температуры до фиксированного уровня. В кювету 4 опускают описанный выше блок капилляров до погружения в жидкость пластин 1 на 2-3 мм, после чего блок фиксируют в кювете при помощи кронштейнов 3, выступающих из обоймы 2, входящих в прорези в кромках стенок ктоветы.

Затем на крайние пластины блока подают переменное напряжение 0,2-1,5 В и частотой 1-20 кГц и при помощи измерительного прибора 5(авторами был использован измеритель электропроводности и электрического сопротивления Е7-13) регистрируют значение электрических параметров. После этого блок капилляров вынимают из кюветы, на поверхность стандартной жидкости наслаивают 0,05 мл исследуемой жидкости, Через 5 минут — время, достаточное для формирования поверхностно-активного слоя — блок капилляров вновь опускают до того же уровня и измерение повторяют.

Сопротивление столба стандартной жидкости в капилляре составляет б

В1=йуд,ст где йуд.ст. - удельное сопротивление стандартной жидкости при данной температуре, d — расстояние между пластинами, х — глубина погружения пластин в жидкость, а — ширина пластин капилляра, Ьст — высота подъема стандартной жидкости в капилляре.

2 Ост фут Я б где сгст — коэффициент ПН стандартного раствора, рст — плотнОсть стандартного раствора, g — ускорение свободного падения.

Сопротивление столба стандартной жидкости со слоем исследуемой жидкости в том же капилляре и при той же температуре б

5 В1 Руд.cx. " + у где h» — высотз подъема жидкости в кзпилпаре, 2 и

pcòÿá а о» вЂ” искомый коэффициент ПН.

Сопротивление каждой иэ пластин блока составляет для стандартной жидкости

Йпл 1= уд.м а для стандартной жидкости со слоем исследуемой жидкости где Вуд.м — удельное сопротивление матери20 ала пластин, у — толщина пластины.

Таким образом, для блока капилляров, состоящего из и капилляров и, соответственно, A+1 пластин, измеренное сопротивление пизм1п1 A+Rnn1(A+1),.

Визм2= 2 П+йпл2(П+1) что равносильно

30 изм1

+ уд-м у(п+1))

Визм2 + ь (тзУд.м б П+

1 а х+и»

+ Яуд.м. у(п+ 1)), Приращение сопротивления .ст d п+В . у и+1 изм х

1 1

" +õ Ь.,+х >

Обозначим первый сомножитель формулы Z. Тогда

2бст . Pg 4»

50 Z dd Pgdx

2 (Ь11изм + )

2ОЬ Рg 4»

Таким образом, искомый коэффициент

ПН составляет

553»

2а

1835068

Формула изобретения

1. Способ определения поверхностного натяжения жидкостей, включающий определение при постоянной температуре высоты подъема жидкости в капилляре, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью упрощения и повышения точности, в качестве стандартной жидкости используют электропроводящую жидкость, а высоту подъема жидкости определяют в блоке капилляров из электропроводных пластин или концентрических электропроводных трубок путем измерения электрических параметров цепи, в которую включают блок капилляров.

2. Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее кювету с жидкостью, размещенную в блоке термостабилизации, и капилляры. по5 груженные в жидкость, о т л и ч а ю щ е е-, с я тем, что в жидкость погружен блок капилляров из электропроводных пластин; разделенных диэлектриком, крайние пластины которого соединены последователь10 но с источником и измерителем параметров переменного тока.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения краевого эффекта, блок

15 капилляров выполнен из концентрических электропроводных трубок.

1835068

Составитель 8. Путинцев

Техред M. Моргентал Корректор М, Андрушенко

Редактор

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

Заказ 2713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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