Табличка Wilhelmy

Устройство, используемое для измерения поверхностного натяжения Иллюстрация метода пластины Вильгельми. Величина капиллярной силы $F\; \{\backslash \; displaystyle\; F\}$on пластина пропорциональна периметру смачивания, $l\; =\; 2\; w\; +\; 2\; d\; \{\backslash \; displaystyle\; l\; =\; 2w\; +\; 2d\}$, и поверхностному натяжению $\gamma \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; gamma\}$границы раздела жидкость-воздух. Платиновая пластина Вильгельми для измерения поверхностного натяжения.

A Пластина Вильгельми - тонкая пластина, которая используется для измерения равновесной поверхности или межфазного натяжения на границе раздела воздух – жидкость или жидкость – жидкость. В этом методе пластина ориентируется перпендикулярно межфазной границе. ce, и приложенная к нему сила измеряется. Основанный на работе Людвига Вильгельми, этот метод находит широкое применение при подготовке и мониторинге.

• 1 Подробное описание
• 2 Преимущества и краткое описание
• 3 См. Также
• 4 Дополнительная литература
• 5 Ссылки

Пластина Вильгельми состоит из тонкой пластинки, как правило, площадью порядка нескольких квадратных сантиметров. Пластина часто изготавливается из фильтровальной бумаги, стекла или платины, которой можно придать шероховатость для обеспечения полного смачивания. Фактически, результаты эксперимента не зависят от используемого материала, пока материал смачивается жидкостью. Пластина тщательно очищается и прикрепляется к весам с помощью тонкой металлической проволоки. Сила, действующая на пластину из-за смачивания, измеряется с помощью тензиометра или микровесов и используется для расчета поверхностного натяжения ($\gamma \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; gamma\}$) с использованием уравнения Вильгельми :

$\gamma \; =\; F\; l\; cos\; \; (\theta )\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; gamma\; =\; \{\backslash \; frac\; \{F\}\; \{l\; \backslash \; cos\; (\backslash \; theta)\}\}\}$

где $l\; \{\backslash \; displaystyle\; l\}$- смоченный периметр ($2\; w\; +\; 2\; d\; \{\backslash \; displaystyle\; 2w\; +\; 2d\}$), $w\; \{\backslash \; displaystyle\; w\}$- ширина пластины, $d\; \{\backslash \; displaystyle\; d\}$- толщина пластины, а $\theta \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; theta\}$- это угол контакта между жидкой фазой и пластиной. На практике краевой угол смачивания измеряется редко, вместо этого используются либо литературные значения, либо предполагается полное смачивание ($\theta \; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; theta\; =\; 0\}$).

Если предполагается полное смачивание (угол контакта = 0), не требуются поправочные коэффициенты для расчета поверхностного натяжения при использовании пластины Вильгельми, в отличие от Du Ное кольцо. Кроме того, поскольку пластина не перемещается во время измерений, пластина Вильгельми позволяет точно определять кинетику поверхности в широком диапазоне временных масштабов и обеспечивает низкую дисперсию оператора. В типичном эксперименте с пластиной пластину опускают на анализируемую поверхность до образования мениска, а затем поднимают так, чтобы нижний край пластины лежал на плоскости невозмущенной поверхности. При измерении скрытой границы раздела вторая (менее плотная) фаза затем добавляется поверх ненарушенной первичной (более плотной) фазы таким образом, чтобы не нарушать мениск. Затем сила в состоянии равновесия может использоваться для определения абсолютного поверхностного или межфазного натяжения. Из-за большой площади смачиваемой поверхности пластины измерения менее подвержены ошибкам, чем при использовании зонда меньшего размера. Кроме того, этот метод был описан в нескольких международных стандартах измерения.

• Тензиометр (поверхностное натяжение)
• кольцевой метод Дюнуи
• Метод Sessile drop

• Holmberg, K (ed.) Handbook of Applied Surface and Colloid Chemistry New York, Wiley and Sons: 2002. Vol. 2, стр. 219
• Почему важно поверхностное натяжение?