#26 LA CHIMICA E GLI STRUMENTI SCIENTIFICI

• Lega Platino Iridio

https://www.cscscientific.us/web/image/product.product/723/image_1024/%5B70542000%5D%206%20Cm%20Platinum-iridium%20Ring%20For%2070545%20Tensiometer?unique=5b694d8

L' anello utilizzato per interfacciarsi con il liquido è composto di una lega di platino e iridio , questo perchè il platino ha la funzione di avere un costante angolo di contatto pari a zero, ovvero completa bagnabilità. ( L'angolo di contatto "angolo di bagnatura" è una misura della bagnabilità di un solido da parte di un liquido) 

L' Iridio invece viene utilizzato nella lega perchè è un ottimo additivo del platino per irrigidirlo maggiormente, questo perchè l' anello non deve avere deformazioni altrimenti la misura risulterebbe sbagliata, ed ha ottime proprietà anti corrosione.

link: http://cdn2.hubspot.net/hub/75757/docs/First%20Time%20Users%20Guide.pdf?t=1441292715044

•  Tensioattivi

I tensiottivi hanno un influenza molto importante sulla misura della tensione superficiale che riguarda liquidi come detergenti, vernici, inchiostri, emulsionanti.

Schema di una micella di tensioattivo. Le molecole di tensioattivo sono situate all'interfaccia delle due fasi. La fase oleosa (ad esempio una goccia di olio) è rappresentata dal cerchio grigio, circondato dalle molecole di tensioattivo, a loro volta circondate dalla fase acquosa (in bianco).

Cosa sono?

Con il termine di tensioattivi si intende una serie di sostanze che sono in grado di far variare la tensione superficiale di un liquido. Pertanto sciolto in acqua in piccole quantità di tensioattivi farmi una soluzione acquosa che rispetto all' acqua Hanno una minore tensione superficiale e un maggiore potere bagnante.

Questo fenomeno causa un piccolo errore nel calcolo della tensione superficiale che viene opportunamente corretto con fattori correttivi.

link utili: https://it.wikipedia.org/wiki/Tensioattivo,                https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0021979778900796 

#24 LE PAROLE NELLA STORIA

Tramite Google Ngram Viewer(link), sono riportati dei grafici in cui è possibile analizzare la presenza all' interno di documenti e libri pubblicati dal 1880 in poi di alcune parole inerenti al tensiometro Du Nouy

• tensiometer
• Central Scientific Company
• ring method
  

Dal grafico si evince che la parola tensiometro ha avuto i primi riscontri nella letteratura intorno alla fine del '900 , questo perché si riferisce a tensiometri del suolo, mentre quelli per la misura della tensione superficiale avranno i primi riscontri verso il 1920, quando,Pierre Lecomte Du Nouy con il metodo dell' anello (ring method) affibia questo nome alla bilancia di torsione utilizzata per tale scopo.

A produrla ci sarà la Central Scientific Company (https://sc259087.blogspot.com/2020/10/11.html), primo grande produttore di tensiometri superficiali e di interfaccia, che produceva molti altri strumenti . Il che spiega la presenza della CSC già prima dello strumento. Successivamente , tra il 1960 e il 1980 , vediamo un grande calo dell' azienda causato dai problemi finanziari e dalla conseguente vendita.

#STEP 22 UN MANUALE D' USO

https://thumbs.dreamstime.com/b/instruction-manual-blue-background-31878901.jpg

Si inizia riempiendo la nostra vaschetta del liquido di cui andremo a calcolare la tensione superficiale. 

Prima di qualsiasi misurazione lo strumento ha bisogno di una rapida calibrazione In modo tale da allineare l'anello con la superficie del liquido tramite alcune viti di regolazione. 

Lentamente si può procedere a tirare il filo, a cui è collegato l'anello, tramite una manopola. Il procedimento viene eseguito lentamente affinché il film del liquido non si rompe. Il punto di rottura indicherà di conseguenza la rottura dell'equilibrio tra forze adesive e forze coesive, quindi il valore di tensione superficiale.

Si procede poi alla lettura del valore sul quadrante espressa in dynes/cm che viene opportunamente corretta con un fattore correttivo.

link video:https://youtu.be/qTRH1Hluz40

link manuale completo:

https://cdn2.hubspot.net/hub/75757/docs/Operating%20Manual%20CSC%20DuNouy%20Tensiometers.pdf

#15 I NUMERI

In figura il quadrante del tensiometro
 con i vari valori assumibili per la tensione misurata
 mettendo in tensione il filo.

http://cdn2.hubspot.net/hub/75757/docs/First%20Time%20Users%20Guide.pdf?t=1441292715044

 4 o 6 ➝ come la circonferenza in centimetri dell' anello Du Nouy di platino-iridio;

70535 ➝ modello del tensiometro di superficie della compagnia cenco(central scientific company);

70545 ➝ modello del tensiometro di interfaccia della compagnia cenco(central scientific company);

90  ➝ la tensione massima consigliata in dynes/cm per non danneggiare il filo di torsione;

1919 ➝ anno a cui risale la prima citazione del metodo di misurazione du Nouy in "A new apparatus for measuring surface tension”, Journal of genetic physiology;

282.15 ➝ dollari richiesti per l acquisto del tensiometro interfacciale 70545 con un anello di platino-iridio da 6 cm di circonferenza. I prezzi risalgono al 6 Agosto 1954; https://science.sciencemag.org/content/sci/120/3110/local/back-matter.pdf

193.95 ➝ dollari richiesti per l acquisto del tensiometro superficiale 70535 con un anello di platino-iridio da 6 cm di circonferenza. I prezzi risalgono al 6 Agosto 1954; https://science.sciencemag.org/content/sci/120/3110/local/back-matter.pdf

15-30 ➝ i secondi richiesti per una singola misurazione;

#04 LA SCIENZA

 TENSIOMETRIA Indica il complesso dei metodi di misurazione della tensione superficiale di un liquido (metodo dell’anello, metodo della bolla, stalagmometria). 

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002197971500466X

->Il metodo dell’anello si basa sull’impiego di un anello orizzontale di platino-iridio, immerso al di sotto della superficie del liquido: la forza necessaria per staccare l’anello dalla superficie è proporzionale alla tensione superficiale e si misura collegando l’anello a una bilancia di torsione. Questo metodo è quello  che si utilizza con il tensiometro DuNouy visto in precedenza e risale alla prima metà del '900.

Immagine: Ring of tensiometer mostra la rottura della superficie del campione di prova. 

->Il metodo della placca di Wilhelmy , che risale addirittura al 1863 , utilizzato per la prima volta dal chimico tedesco Ludwig Wilhelmy. In questa configurazione una placca Wilhelmy viene immersa o ritratta da un liquido con tensione superficiale sconosciuta. In caso di immersione, la superficie formerà un angolo di contatto in avanzamento con il liquido. Nel caso di retrazione, la superficie formerà un angolo di contatto sfuggente con il liquido. In entrambi i casi la tensione superficiale trascinerà la piastra nel liquido.

->Il metodo della bolla si basa sul fatto che una bolla d’aria sul fondo di un tubo capillare, immerso fino a una profondità h in un liquido di densità ρ, si distacca quando la pressione nel capillare supera il valore p* dato dalla somma della pressione idrostatica del liquido (ρgh) e della pressione di curvatura p, che per la relazione di Laplace (➔ tensione) è: p=2γ/R, con γ tensione superficiale e R raggio del capillare.

->La stalagmometria si basa sulla relazione fra il peso della goccia che si stacca dall’estremità di un capillare verticale e la tensione superficiale del liquido stesso.

link utili: 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tensiometer_(surface_tension)

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/wilhelmy-plate-method

https://www.treccani.it/enciclopedia/tensiometria/

#02 L' IMMAGINE

 Interfacial Tensiometer

Humboldt State University ® Department of Chemistry

Robert A. Paselk Scientific Instrument Museum

Il TENSIOMETRO è una semplice bilancia di torsione in grado di misurare la tensione superficiale di un liquido, inclusi oli, sieri e sospensioni colloidali attraverso il metodo dell'anello(ring method).Questo sarà lo strumento analizzato principalmente in questo blog.

AIRCRAFT CABLE TENSIOMETER

Tensiometer S.M.E.MK IV Serial no.56

MADE: 1942 in Farnborough

I tensiometri per cavi sono strumenti portatili utilizzati per misurare la tensione di un cavo sottoposto a sforzi. Sono spesso utilizzati nell'industria aeronautica durante il montaggio dei cavi negli aeromobili da parte dei produttori di aeromobili e per la manutenzione periodica dei cavi da parte dei tecnici della manutenzione di aeromobili. I cavi sono utilizzati in un aereo per collegare i comandi di volo nella cabina di pilotaggio con le parti mobili sulle ali e sugli stabilizzatori dell'aereo, come alettoni, elevatori e timone.

SOIL TENSIOMETER

Il tensiometro è uno strumento per la misurazione del carico di suzione, cioè la forza con cui l'acqua è attratta e trattenuta nel terreno. Serve anche per misurare il fronte bagnato, cioè la profondità a cui il terreno è saturo.

Lo strumento, formato da un tubo con una punta porosa, va riempito d'acqua e infilato nel terreno. Per una buona ed efficace prova si dovranno utilizzare più tensiometri per diverse profondità (solitamente: 15-30-40 cm).