odtrhávací metody
detachment methods
Vhodně uzpůsobenými analytickými váhami, váhami torzními, nebo nejlépe elektrováhami je měřena síla, potřebná k odtržení tenkého prstence (metoda
du Noüyho) nebo tenké destičky (
Wilhelmyho metoda) od fázového rozhraní. Odtrhávací metody jsou rychlé, dobře použitelné k měření jak
povrchového, tak
mezifázového napětí kapalina-kapalina. Častěji než k absolutním měřením se používají jako metody srovnávací.
Du Noüyho metoda odtrhování prstence
Du Noüy detachment ring method
Prstenec z tenkého, obvykle platinového drátu, musí být dobře smáčen kapalinou (θ = 0°). Pro povrchové (mezifázové) napětí platí
kde
F je síla potřebná k odtržení tenkého prstence od fázového rozhraní,
rp je poloměr prstence a
Φ korekce na kapalinu, která ulpí na prstenci při odtržení od hladiny. Tento koeficient, uváděný ve speciálních tabulkách
[
29], je závislý na geometrii prstence.
U komerčních přístrojů je výstupem měření přímo hodnota povrchového napětí a korekční faktor pro prstenec je uváděn výrobcem jako funkce naměřeného údaje o povrchovém (mezifázovém) napětí a hustoty kapaliny (rozdílu hustot obou kapalin).
|
|
Obr. 1 Odtrhování prstence
|
Wilhelmyho destička – měření maximální síly
Wilhelmy plate – maximum pull
Na povrchu destičky se z obou stran tvoří menisky, jejichž tvar a výška vzestupu jsou dány
Laplaceovou-Youngovou rovnicí. Pohybuje-li se fázové rozhraní vzhledem k desce dolů, síla
F, která působí na destičku, roste a v okamžiku těsně před odtržením dosahuje maxima (obr. 2). Pro velmi tenkou destičku (
) platí
γ je povrchové nebo mezifázové napětí, t je tloušťka destičky, ℓ její délka.
|
|
Obr. 2 Wilhelmyho destička těsně před odtržením od rozhraní
|
Grafy souvislostí do úrovně:
I
II