EN 14370 Tenside – Bestimmung der Oberflächenspannung

Die europäische Norm „EN 14370 Tenside – Bestimmung der Oberflächenspannung“ beschreibt Prüfverfahren zur Bestimmung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten, insbesondere Tensidlösungen. Diese Methoden eignen sich zur Bestimmung der statischen Oberflächenspannung von Flüssigkeiten, beispielsweise anorganischen und organischen Flüssigkeiten und Lösungen.

Im Prinzip wird F durch die Oberflächenspannung einer Platte gemessen, die senkrecht mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht und vollständig von der Flüssigkeit benetzt wird (statische Methode) oder durch die Kraft, die erforderlich ist, um einen horizontal hängenden Bügel oder Ring von der Flüssigkeitsoberfläche zu ziehen ( quasistatische Methode). Die Oberflächenspannung wird durch Berechnung ermittelt.

Bei der statischen Methode steht die Platte still, sodass ein Gleichgewichtswert erreicht wird. Bei der quasistatischen Methode muss sich der Ring oder Bügel bewegen. Abweichungen vom Gleichgewicht werden minimiert, indem während der Messung ausreichend kleine und langsame Änderungen der Ring- oder Bügelposition vorgenommen werden.

Die bei diesen Tests verwendete Ausrüstung umfasst:

• Tensiometer: Dieses Gerät sollte für eine Platte, einen Bügel oder einen Ring konzipiert sein und im Wesentlichen aus zwei Teilen bestehen: Träger für den Probenbehälter in Form einer kleinen horizontalen Plattform, die auf und ab bewegt werden kann (z. B. mithilfe einer Mikrometerschraube) und Messen die Kraft, die auf die Platte, den Bügel oder das Ringgerät ausgeübt wird. Die Messunsicherheit sollte plus/minus 10 N nicht überschreiten, was einem maximalen Fehler von plus/minus 0,1 mg bei der Bestimmung der Masse entspricht. Anstelle einer Drehwaage kann alternativ auch eine Hebelwaage oder eine elektronische Waage (Labor-, Analysen- oder Mikrowaage) verwendet werden. Um eine höhere Effizienz und Wiederholgenauigkeit zu erreichen, sollte ein automatisches Tensiometer mit Waage, motorbetriebener Plattform und Auswerteeinheit verwendet werden.
• Platte: Die Platte besteht aus Platin oder Platin/Iridium-Platte. Es ist ca. 20 mm lang, 0,2 mm dick und mindestens 10 mm hoch und zur Erhöhung der Benetzungskraft aufgeraut. Eine zufriedenstellende Aufrauung kann durch Sandstrahlen, Schmirgeln oder Aufsintern einer Platinschwarzschicht auf ein Platinblech erreicht werden. Die Platte ist an einem Punkt auf der Symmetrieachse aufgehängt. Platin, Platin/Iridium-Platte muss eine effektive Höhe von mindestens 10 mm haben, um Benetzungsfehler möglichst gering zu halten.
• Steigbügel: Steigbügel sollten aus Platin- oder Platin/Iridium-Draht bestehen. Der Messdraht muss einen Durchmesser von 0,1 plus/minus 0,01 mm und eine Länge von 10 mm bis 40 mm haben. Die beiden Zweige müssen mindestens 10 mm lang sein. An den unteren Enden dieser Zweige können zwei kleine Platinkugeln als Gegengewichte befestigt werden, alternativ können die unteren Enden auch mit einem Platindraht verbunden werden.
• Ring: Der Ring muss aus Platin- oder Platin-/Iridiumdraht mit einer Dicke von maximal 0,4 mm und einem durchschnittlichen Umfang von 60 mm bestehen (z. B. Innendurchmesser 18,7 mm, Außendurchmesser 19,5 mm). Es sollte horizontal an einer Drahtschlaufe an einer Metallstange aufgehängt werden, die es mit dem Tensiometer verbindet
• Probenbehälter: Der Probenbehälter für die zu prüfende Flüssigkeit sollte ein für die Verwendung in einem Thermostat geeigneter Glasbehälter sein. Es muss ausreichend Fassungsvermögen für die Flüssigkeit haben und ggf. vor Verdunstung geschützt sein. Es sollte so hergestellt werden, dass die Temperatur der Gasphase über der Flüssigkeit mit einem Thermostat konstant gehalten werden kann. Für die Messung bei Raumtemperatur ist kein Thermostat erforderlich. Für die Anwendung der Ringmethode, Bügelmethode oder Plattenmethode muss der Probenbehälter aus einem zylindrischen Glasbehälter mit einem Innendurchmesser von mindestens 45 mm bestehen. Muss ein Behälter mit einem Durchmesser von weniger als 45 mm2 verwendet werden, beispielsweise wenn nur eine geringe Probenmenge vorhanden ist, können Wandeffekte zu einem Fehler bei der Oberflächenspannungsmessung führen. Die Größe dieses Fehlers hängt vom Abstand zwischen der Gefäßwand und dem Rand des Rings oder Bügels ab.

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