表面張力是液體表面抵抗外力收縮的特性,其測(cè)定在材料科學(xué)、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域至關(guān)重要。
表面張力測(cè)定儀通過鉑金板法、懸滴法等原理,可快速獲取液體表面張力值。本文以常見鉑金板法為例,系統(tǒng)梳理操作流程與注意事項(xiàng),助您高效完成實(shí)驗(yàn)。

一、設(shè)備準(zhǔn)備:校準(zhǔn)與參數(shù)設(shè)置是基礎(chǔ)
1.儀器校準(zhǔn):開機(jī)后需用標(biāo)準(zhǔn)液體進(jìn)行校準(zhǔn)。將鉑金板浸入標(biāo)準(zhǔn)液中,待讀數(shù)穩(wěn)定后,若顯示值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差超過±1 mN/m,需通過儀器菜單調(diào)整校準(zhǔn)系數(shù)。
2.參數(shù)設(shè)置:根據(jù)液體性質(zhì)選擇測(cè)量模式、溫度控制范圍(通常20-80℃)及采樣頻率(1-10次/秒)。對(duì)于揮發(fā)性液體,需縮短采樣間隔至0.5秒,避免數(shù)據(jù)波動(dòng)。
二、樣品處理:細(xì)節(jié)決定數(shù)據(jù)可靠性
1.溫度控制:將待測(cè)液體倒入專用樣品皿,置于恒溫槽中平衡10分鐘,確保溫度波動(dòng)≤±0.1℃。例如,測(cè)量25℃下表面活性劑溶液時(shí),若溫度偏差2℃,結(jié)果可能偏離真實(shí)值5-8%。
2.雜質(zhì)去除:用濾紙過濾液體中的懸浮顆粒,避免鉑金板接觸雜質(zhì)導(dǎo)致讀數(shù)異常。對(duì)于高粘度液體,可預(yù)熱至40℃降低粘度,但需同步調(diào)整儀器溫度設(shè)置。
三、測(cè)量操作:規(guī)范流程減少誤差
1.鉑金板浸入:緩慢下降鉑金板至液面下2-3mm,避免產(chǎn)生氣泡。若液體表面有泡沫,需用吸水紙輕輕吸除。
2.數(shù)據(jù)采集:待讀數(shù)穩(wěn)定(通常30-60秒)后記錄平均值。對(duì)于動(dòng)態(tài)表面張力測(cè)量,需連續(xù)采集數(shù)據(jù)并繪制曲線。例如,某研究通過動(dòng)態(tài)測(cè)量發(fā)現(xiàn),十二烷基硫酸鈉溶液的表面張力在10秒內(nèi)從72 mN/m降至38 mN/m。
3.清潔保養(yǎng):測(cè)量后立即用純水沖洗鉑金板,再用酒精棉擦拭,防止液體殘留腐蝕金屬。若測(cè)量腐蝕性液體,需浸泡鉑金板于10%氫氧化鈉溶液中10分鐘后再清洗。
四、結(jié)果分析:結(jié)合理論驗(yàn)證數(shù)據(jù)
將測(cè)量值與文獻(xiàn)值或理論模型對(duì)比。例如,純水的表面張力理論值為72.8 mN/m(25℃),若實(shí)測(cè)值偏差超過±2 mN/m,需檢查儀器狀態(tài)或樣品純度。對(duì)于非牛頓流體,需結(jié)合流變學(xué)數(shù)據(jù)綜合分析表面張力變化規(guī)律。
表面張力測(cè)定儀的操作需兼顧設(shè)備校準(zhǔn)、樣品處理與規(guī)范測(cè)量。通過精準(zhǔn)控制溫度、減少雜質(zhì)干擾,并結(jié)合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集,可獲取高可靠性結(jié)果,為材料研發(fā)與工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵參數(shù)支持。