Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10813:2015 (hoàn toàn tương đương với ISO 304:1985) về Chất hoạt động bề mặt - Xác định sức căng bề mặt - Phương pháp kéo màng chất lỏng được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố năm 2015. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm nhằm xác định chính xác chỉ số sức căng bề mặt của các dung dịch chứa chất hoạt động bề mặt bằng kỹ thuật kéo màng chất lỏng.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này được áp dụng rộng rãi trong ngành hóa chất và các lĩnh vực liên quan, cụ thể bao gồm:

• Áp dụng cho các dung dịch nước hoặc dung dịch hữu cơ chứa một hoặc nhiều chất hoạt động bề mặt.
• Áp dụng để xác định sức căng bề mặt của các chất lỏng tinh khiết hoặc hỗn hợp chất lỏng khác nhau.
• Không áp dụng đối với các chất lỏng có độ nhớt quá cao hoặc các dung dịch có khả năng tạo bọt quá mạnh gây cản trở trực tiếp đến quá trình kéo màng và đo lực.

Nguyên tắc của phương pháp đo

Phương pháp dựa trên việc đo lực kéo cơ học cần thiết để kéo một vòng kim loại (thường là vòng platin-iri) tiếp xúc với bề mặt chất lỏng lên phía trên, tạo ra một màng chất lỏng cho đến khi màng này bị đứt. Lực kéo cực đại đo được tại thời điểm màng chất lỏng đứt sẽ tỷ lệ thuận với sức căng bề mặt của chất lỏng đó.

Thiết bị và dụng cụ thử nghiệm yêu cầu

Để đảm bảo độ chính xác của phép đo, tiêu chuẩn quy định các thiết bị và dụng cụ tối thiểu sau:

• Thiết bị đo sức căng bề mặt (Tensiometer): Thiết bị đo lực nhạy cảm, có khả năng đo lực kéo tĩnh với độ chính xác cao.
• Vòng đo (Vòng Du Noüy): Làm bằng hợp kim platin-iri có kích thước hình học tiêu chuẩn, bề mặt phải hoàn toàn sạch và không bị biến dạng.
• Cốc đo thủy tinh: Cốc có kích thước phù hợp, được xử lý làm sạch nghiêm ngặt để loại bỏ hoàn toàn các tạp chất hữu cơ hoặc chất bẩn bề mặt.
• Hệ thống kiểm soát nhiệt độ: Bể ổn nhiệt có khả năng duy trì nhiệt độ của dung dịch thử nghiệm ổn định trong suốt quá trình đo (thường duy trì ở mức 25 độ C hoặc nhiệt độ quy định cụ thể).

Quy trình tiến hành thử nghiệm chi tiết

Quy trình thử nghiệm phải tuân thủ nghiêm ngặt các bước sau để tránh sai số:

• Chuẩn bị mẫu thử: Pha chế dung dịch chất hoạt động bề mặt với nồng độ yêu cầu bằng nước cất hoặc dung môi thích hợp. Đảm bảo dung dịch đạt trạng thái cân bằng nhiệt độ trước khi đo.
• Làm sạch vòng đo: Vòng đo phải được làm sạch bằng cách rửa với dung môi thích hợp, sau đó đốt nhẹ trên ngọn lửa không tạo muội (như ngọn lửa đèn cồn hoặc đèn khí gas) để loại bỏ hoàn toàn vết bẩn hữu cơ.
• Thực hiện phép đo: Đặt cốc chứa mẫu thử vào vị trí đo, nhúng chìm vòng đo vào sâu dưới bề mặt chất lỏng khoảng vài milimét. Tiến hành hạ từ từ bàn nâng chứa cốc mẫu (hoặc nâng vòng đo lên) với tốc độ chậm và đều để màng chất lỏng được kéo lên. Ghi lại giá trị lực cực đại ngay trước khi màng chất lỏng bị đứt.
• Hiệu chỉnh kết quả: Do màng chất lỏng dưới vòng đo không có dạng hình trụ hoàn hảo, kết quả lực đo được phải được nhân với hệ số hiệu chỉnh (thường dựa trên bảng hiệu chỉnh Harkins và Jordan) để có được giá trị sức căng bề mặt thực tế (tính bằng mN/m).

Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm sau khi hoàn thành phải thể hiện đầy đủ các thông tin bắt buộc:

• Thông tin chi tiết nhận biết về mẫu thử và nồng độ dung dịch.
• Nhiệt độ chính xác tại thời điểm tiến hành đo.
• Loại thiết bị và kích thước vòng đo được sử dụng.
• Giá trị sức căng bề mặt trung bình tính toán được sau khi đã áp dụng hệ số hiệu chỉnh.
• Mọi hiện tượng bất thường hoặc các thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn phát sinh trong quá trình thử nghiệm.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10813:2015 (ISO 304:1985) có hiệu lực áp dụng kể từ ngày được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố chính thức và được áp dụng thống nhất trên phạm vi toàn quốc đối với các hoạt động kiểm nghiệm, nghiên cứu chất hoạt động bề mặt.