Tenziometre na meranie povrchového napätia
Povrchové a medzifázové napätie
Povrchové napätie pôsobí na zmršťovanie a zmršťovanie akéhokoľvek povrchu kvapaliny v kontakte s atmosférou. Keď sa povrch kvapaliny zväčší vytvorením kvapalnej lamely v kontakte so skúšobnými telesami, ako sú Wilhelmyho dosky alebo Du Noüyove krúžky, povrchové napätie pôsobí ťahovou silou, ktorú možno merať. Pomocou tenzometra sa táto sila meria pomocou vysoko presného váhového systému, pomocou ktorého možno vypočítať povrchové napätie kvapaliny. Medzipovrchové napätie sa označuje ako medzipovrchové napätie systému dvoch kvapalín.
Wilhelmyho dosková metóda
Jednou z metód na určenie povrchového a medzifázového napätia pomocou tenziometra je Wilhelmyho metóda. Pri tejto metóde sa používa takzvaná Wilhelmyho platňa vyrobená z irídia a platiny, ktorá sa pripojí k váhovému systému tenziometra a umiestni sa nad povrch kvapaliny, aby na jej povrchu vytvorila lamelu. Tenziometer sa používa na meranie gravitačnej sily lamely, ktorá sa rovná kolmej časti ťahovej sily spôsobenej povrchovým napätím. Spolu s definíciou povrchového napätia ako ťahovej sily na dĺžku katény sa získa Wilhelmyho rovnica.
Du Noüyova kruhová metóda
Jednou z metód určovania povrchového a medzifázového napätia pomocou tenziometra je Du Noüyova metóda, pri ktorej sa používa takzvaný Du Noüyov prstenec (prstenec) vyrobený z platiny, ktorý je pripojený k váhovému systému tenziometra a umiestnený nad povrchom kvapaliny tak, aby v jeho strede tvoril lamelu. Hodnota povrchového napätia sa potom vypočíta z rovnice:
Kritická micelárna koncentrácia (CMC)
Kritická micelárna koncentrácia (CMC) je dôležitou charakteristikou povrchovo aktívnych látok. CMC je definovaná ako koncentrácia povrchovo aktívnej látky, pri ktorej sa začínajú tvoriť micely. Stanovenie kritickej micelárnej koncentrácie sa vykonáva sériou meraní, pri ktorých sa mení koncentrácia povrchovo aktívnej látky. Ak je koncentrácia povrchovo aktívnej látky nižšia ako CMC, povrchové napätie klesá s rastúcou koncentráciou. Po dosiahnutí CMC zostáva povrchové napätie konštantné.
Ďalšie použitia tenzometra
Tenziometre umožňujú veľké množstvo aplikácií. Tenziometer sa môže použiť na skúmanie zmáčania a dynamického kontaktného uhla pevných povrchov (ďalšou metódou je optická tenziometria). Na tento účel sa vzorka ponorí do kvapaliny so známym povrchovým napätím a opäť sa vytiahne. V tomto prípade váhový systém zisťuje hmotnosť kvapaliny zdvihnutej povrchovými silami a hmotnosť lamely. Počas vyhodnocovania sa z údajov odstráni príspevok vztlaku, aby sa na základe Wilhelmyho rovnice určil uhol postupu pri ponorení a uhol ústupu pri vyťahovaní. Medzi ďalšie tenziometrické metódy patrí stanovenie hustoty kvapaliny alebo pevnej látky. Pomocou tenziometrie možno skúmať aj vlastnosti sedimentácie a penetrácie, adhéziu alebo povrchový tlak.
