文档介绍：什么是界面张力作者:未知来源: 网络点击数: 197 日期: 2009-10-27 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,如其中一相为气体, 这种界面通常称作为表面。在固体和液体相接触的界面处, 或在两种不同液体相接触的界面上, 单位面积内两种物质的分子, 各自相对于本相内部相同数量的分子过剩自由能之加和值,就称为界面张力。界面张力,也叫液体的表面张力,就是液体与空气间的界面张力。严格说表面应是液体和固体与其饱和蒸汽之间的界面,但****惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。常见的界面有:气- 液界面,气- 固界面,液- 液界面,液- 固界面,固- 固界面。液体与另一种不相混溶的液体接触,其界面产生的力叫液相与液相间的界面张力。液体与固体表面接触,其界面产生的力叫液相与固相间的界面张力。液体的表面张力,就是液体表面的自由能。固体表面与空气的界面之间的界面张力,就是固体表面的自由能。固体表面不同的材质,其表面自由能不同, 金属和一般无机物表面的能量在 lOOmN/m 以上,称为高能表面;塑料等有机物表面的能量较低,称为低能表面。与表面张力不同,处在界面层的分子,一方面受到体相内相同物质分子的作用,另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用, 其作用力未必能相互抵消。因此界面张力通常要比表面张力小得多。表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的。处于液体表面层中的分子比液体内部稀疏, 所以它们受到指向液体内部的力的作用, 使得液体表面层犹如张紧的橡皮膜, 有收缩趋势, 从而使液体尽可能地缩小它的表面面积。我们知道, 球形是一定体积下具有最小的表面积的几何形体。因此, 在表面张力的作用下, 液滴总是力图保持球形, 这就是我们常见的树叶上的水滴按近球形的原因。表面张力的方向与液面相切,并与液面的任何两部分分界线垂直。表面张力仅仅与液体的性质和温度有关。一般情况下, 温度越高, 表面张力就越小。另外杂质也会明显地改变液体的表面张力, 比如洁净的水有很大的表面张力, 而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小, 也就是说,洁净水表面具有更大的收缩趋势。界面张力仪界面张力仪一般测试的是液- 液的界面张力或液- 气的表面张力。该仪器是参照中华人民共和国国家标准 GB/T18396 — 2001 。 ISO6295 、 ISO1409 中有关技术指标最新研制的。自动化程度高、操作简单、方便灵活、重复性好,环法测试手段。同时具有峰值保持功能。广泛适用于石油、化工、医药、电力、印刷、学校等科学研究领域。测量液体表、界面张力用。界面张力仪根据测试原理的不同可分为二种:铂金环法和铂金板法(请参见图)。铂金环法是一种传统的测试方法,从发明到现在有约 70 年左右的时间。它是用直径 m 的铂金丝做成周长为 60m m 的环。测试时先将铂金环浸入二种不相混合液体的界面(或液面)下 2-3mm , 然后再慢慢将铂金环向上提, 环与液面会形成一个膜。膜对铂金环会有一个向下拉的力, 测量整个铂金环上提过程中膜对环所作用的最大力值, 再换算成真正的界面(表面) 张力值。由于这种方法测试起来比较麻烦, 测试误差也比较大, 已迅速被铂金板法所取代。铂金板法应用的历史在国外也不到 20年, 进入国内就更晚了。基于铂金板法的表面/ 界面张力仪技术要求高、制造难度大, 真正被国内用户广泛使用的还是近几年随着国产铂金板法的全自动表面/ 界面张力仪的研发成功并投入市场。铂金板法是用 24mm × 10mm × 的铂金板,表面进行喷砂粗化处理,为的是更好地与被测液体润湿。测试时将铂金板轻轻地接触到界面( 或表面), 由于液体表面张力的作用会将铂金板往下拉,当液体的表面张力及其他相关的力与仪器测试的反向的力达到平衡时, 测试值就稳定不变,如果是蒸馏水、乙醇等纯物质,整个测试过程最快只有几秒钟。铂金板法测量的是液体的界面( 或表面) 张力的平衡值, 铂金环法测试的是液体的界面(或表面) 的最大力值。相比较,铂金板法具有如下的优点: 1. 铂金板法可测量液体界面(或表面)张力随时间的变化:铂金板法测量时是一直接触被测液体的, 只要液体的界面( 表面) 张力发生变化, 测试值就会有变化, 如果选用数据处理软件还可观测的界面(表面)张力随时间的变化曲线。 2. 可方便地测量中高粘度液体的表面张力:铂金环法测试时需要铂金环向上提升,在此过程中除了表面张力的作用外还有粘力作用。 3. 测试精度高:铂金板不易变形,铂金环太容易变形。环的不规则圆、不平整会影响界面(表面)张力的测试精度 4. 使用方便:铂金板测试值就是表面张力值,不需换算;铂金环测试的是最大力值, 需要换算。铂金板清洗方便,不易变形。此外,随着科技水平的不断发展,应用到界面/ 表面张力仪上的新技术也层出不穷