Измерение поверхностного натяжения жидкостей методом Ребиндера.

Принцип метода заключается в следующем: если через капилляр радиуса r, погруженный в исследуемую жидкость, подавать воздух, то давление в капилляре постепенно увеличивается до тех пор, пока пузырек воздуха, образующийся у конца трубки, не примет форму полусферы (рис.13). После этого для отрыва пузырька уже не требуется дальнейшего увеличения давления. Сила, способствующая образованию пузырька, пропорциональна давлению, а сила, препятствующая его образованию, пропорциональна поверхностному натяжению.

Пусть p - избыток давления в пузырьке над внешним давлением в момент отрыва пузырька. Для капилляра данного радиуса этот избыток давления зависит от величины поверхностного натяжения. Отношение этого избытка давления к величине поверхностного натяжения жидкости есть константа данного капилляра p/s = const. Тогда для двух жидкостей с различными значениями поверхностного натяжения можно записать

, 3.28

где s и s_о поверхностные натяжения двух разных жидкостей, а p_о и р - соответствующие им избытки давления над внешним давлением при проскоке пузырька.

Рис.3.13. Образование пузырька в капилляре

Прибор для определения поверхностного натяжения показан на рис 14. Трубка 1, вставленная через пробку в пробирку с исследуемой жидкостью, оканчивается капилляром, который погружается в жидкость не более чем на 1 мм. Прoбиpка 2 имеет нижнюю трубку с зажимом и боковую трубку, соединяющую ее с манометром 3 и аспиратором 4. Манометр 3 заполнен водой на ¾ объема. Выпуская воду из аспиратора 4 через зажим 5 в стакан, уменьшают давление над поверхностью исследуемой жидкости по сравнению с атмосферным. Это вызывает продавливание воздуха через трубку I, который в виде пузырьков выходит из конца капилляра, опущенного в жидкость. Скорость образования пузырьков регулируют зажимом 5. Определяется максимальное давление, которое вызывает образование пузырька.

Рис. 3.14. Схема прибора Ребиндера

Определение поверхностного натяжения производится методом сравнения и рассчитывается по формуле (3.28). В качестве жидкости с известным поверхностным натяжением берется дистиллированная вода. Зависимость поверхностного натяжения воды от температуры приведена в таблице 4.

Таблица 3.4. Поверхностное натяжение воды при различных температурах: