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Oberflächenspannung

Oberflächenspannung
Zwischen den Molekülen innerhalb einer Flüssigkeit und denen eines nicht in der Flüssigkeit löslichen flüssigen oder gasförmigen Stoffes finden Wechselwirkungen statt, die zu der Ausbildung einer Grenzfläche führen. Um diese Grenz- oder Oberfläche zu verformen, muss Energie aufgewendet werden. Die zur Verformung einer gegebenen Fläche zu verrichtende Arbeit wird als Grenz- oder Oberflächenspannung bezeichnet.
Zur Bestimmung der Oberflächenspannung wird die Ringmethode nach DeNoüy weit verbreitet eingesetzt. Zur Messung wird ein Drahtring unter die Flüssigkeitsoberfläche eingetaucht. Mit dem Herausziehen des Messkörpers (=Ring) wird an diesem eine Flüssigkeitsmenge mit angehoben und es nimmt die Zugkraft, entsprechend dem Gewicht der Lamelle, beim Herausziehen zu. Die Maximalkraft, sie tritt vor dem Abriss der Lamelle vom Messring auf, ist der Oberflächenspannung der Flüssigkeit proportional. Wird analog eine Lamelle zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten gebildet, so erhält man die zwischen beiden Flüssigkeiten wirkende Grenzflächenspannung. Ober- bzw. Grenzflächenspannung ergeben sich aus der Maximalkraft und dem Ringumfang.
Die Methode wird zur Messung der Oberflächenspannung, aber auch in modifizierter Form zum Studium des Kontaktwinkels (Wilhelmy-Platte) eingesetzt. Dabei wird eine Platte mit der Oberfläche einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht. An der Kontaktstelle bildet sich ein Meniskus. Durch den Meniskus wirkt zwischen Platte und Flüssigkeit eine Kraft, die von der Benetzung herrührt. Ist die Platte vollständig benetzt, kann zusammen mit der Geometrie der Platte die Oberflächenspannung direkt berechnet werden.
Oberflächenspannung
Heraeus bietet für die Oberflächenspannungmessung die passenden Messkörper, wie z.B. Wilhelmy-Platten, De Nouey Ring oder Kapillarrohre aus Edelmetallen an. Um eine saubere Abgrenzung der einzelnen Proben zu gewährleisten, werden Ringe und Platten nach jedem Einsatz rückstandsfrei geglüht. Hier zeigen sich die besonderen Eigenschaften unserer Werkstoffe, die diese Prozedur wieder und wieder unbeschadet überstehen.