Сталагмометрический метод измерения поверхностного натяжения растворов

Измерение поверхностного натяжения методом сталагмометрии (методом подсчета капель) является одним из наиболее простых и не уступающих по точности другим методам. Этот метод относится к полустатическим методам, позволяющим определить равновесное значение поверхностного натяжения, если измерения проводятся в таких условиях, когда время, в течение которого происходит формирование поверхности раздела, значительно больше времени установления равновесия в системе. С практической точки зрения для получения правильных результатов необходимо обеспечить малую скорость образования капли. Определение поверхностного натяжения этим методом позволяет качественно показать свойства жидкостей, связанные с поверхностной энергией (способность принимать форму шара) и количественно оценить силу отрыва капли.

В основе метода лежит предположение, что отрыв капли жидкости от кончика капилляра происходит в тот момент, когда вес капли равен силе поверхностного натяжения, удерживающего ее и действующей вертикально по окружности капилляра, т.е. в момент отрыва

,

(3.9.)

где P_k - вес одной капли жидкости, R - радиус капилляра, σ - поверхностное натяжение, Θ - краевой угол смачивания, который при идеальном смачивании равен 0° (cos 0°=1).

Вес одной капли жидкости, вытекающей из капилляра, можно выразить через объем вытекающей жидкости (V) и число капель (n):

,

(3.10.)

где ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения.

Подставив выражение (3.10) в уравнение (3.9), находим поверхностное натяжение:

,

(3.11.)

где К - константа прибора, которую можно найти, используя эталонную жидкость с известным поверхностным натяжением:

; ;
,	(3.12.)

где σ ₀ и σ _x - поверхностное натяжение стандартной (дистиллированной воды) и испытуемой жидкости соответственно, ρ ₀ и ρ _x - плотность воды и испытуемой жидкости соответственно, n₀ и n_x - число капель воды и испытуемой жидкости соответственно.