Вискозиметр Уббелоде

Вискозиметр Уббелоде. 1) Заполняющая трубка 2) Вентиляционная трубка 3) Капиллярная трубка 4) Подающая груша 5) Измерительная груша 6) Капилляр 7) Груша уровня 8) Резервуар AB) Временные метки CD) Метки макс./мин. ^[1]

Вискозиметр типа Уббелоде или вискозиметр подвешенного уровня — это измерительный прибор , в котором используется капиллярный метод измерения вязкости . ^{[2] [3]} Рекомендуется для растворов целлюлозных полимеров с более высокой вязкостью . Преимущество этого прибора в том, что полученные значения не зависят от общего объема. Устройство разработал немецкий химик Лео Уббелоде (1877-1964).

ASTM и другие методы испытаний: ISO 3104, ISO 3105, ASTM D445, ASTM D446, ​​ASTM D4020, IP 71, BS 188. ^{[4] [ нужна ссылка ]}

Вискозиметр Уббелоде тесно связан с вискозиметром Оствальда . Оба представляют собой стеклянную посуду U-образной формы с резервуаром на одной стороне и мерной колбой с капилляром на другой. Жидкость вводится в резервуар, затем всасывается через капилляр и мерную колбу. Жидкости позволяют пройти обратно через мерную колбу, и время, необходимое жидкости для прохождения через две калиброванные отметки, является мерой вязкости. Устройство Уббелоде имеет третье плечо, выходящее из конца капилляра и открытое в атмосферу. Таким образом, напор зависит только от фиксированной высоты, а не от общего объема жидкости.

Определение вязкости

• 
  Доктор Лео Уббелоде , изобретатель вискозиметра Уббелоде.
• 
  Измерение вязкости раствора полимера с помощью вискозиметра Уббелоде.

Определение вязкости основано на законе Пуазейля :

${\displaystyle {\frac {dV}{dt}}=v\pi R^{2}={\frac {\pi R^{4}}{8\eta }}\left({\frac {-\Delta P}{\Delta x}}\right)={\frac {\pi R^{4}}{8\eta }}{\frac {|\Delta P|}{L}},}$

где t — время , необходимое для элюирования объема V. Соотношение зависит от R как радиуса капилляра , от среднего приложенного давления P, от его длины L и от динамической вязкости η . ${\displaystyle {\frac {dv}{dt}}}$

Средний напор определяется по формуле:

${\displaystyle \Delta P=\rho g\Delta H\,}$

где ρ - плотность жидкости , g - стандартная плотность и H - средний напор жидкости. Таким образом можно определить вязкость жидкости.

Обычно вязкость жидкости сравнивают с жидкостью, в которой растворено аналит, например полимер. Относительная вязкость определяется выражением:

${\displaystyle \eta _{r}={\frac {\eta }{\eta _{0}}}={\frac {t\rho }{t_{0}\rho _{0}}},}$

где t ₀ и ρ ₀ - время элюирования и плотность чистой жидкости. Когда раствор сильно разбавлен

${\displaystyle \rho \simeq \rho _{0}\,}$

так называемая удельная вязкость становится:

${\displaystyle \eta _{sp}=\eta _{r}-1={\frac {t-t_{0}}{t_{0}}}.\,}$

Эта удельная вязкость связана с концентрацией аналита через характеристическую вязкость [η] степенным рядом :

${\displaystyle \eta _{sp}=[\eta ]c+k[\eta ]^{2}c^{2}+\cdots \,}$

или

${\displaystyle {\frac {\eta _{sp}}{c}}=[\eta ]+k[\eta ]^{2}c+\cdots ,\,}$

где называется числом вязкости . ${\displaystyle {\frac {\eta _{sp}}{c}}}$

Характеристическую вязкость можно определить экспериментально путем измерения числа вязкости как функции концентрации в виде точки пересечения оси Y.

Рекомендации

1. «Справочник по вязкости: применение вискозиметрии с использованием стеклянных капиллярных вискозиметров» . ХимЕвропа .
2. Введение в полимеры RJ Young ISBN 0-412-22170-5 
3. "Вискозиметр Уббелоде" .
4. Вискозиметр ASTM Уббелоде