Ubbelohde viskosimeter

Ubbelohde viskosimeter. 1) Påfyllningsrör 2) Ventilationsrör 3) Kapillärrör 4) Matarlampa 5) Mätlampa 6) Kapillär 7) Nivålampa 8) Reservoar AB) Tidsmärken CD) Max/Min markeringar

En viskosimeter av Ubbelohde-typ eller suspenderad viskosimeter är ett mätinstrument som använder en kapillärbaserad metod för att mäta viskositet . Det rekommenderas för cellulosapolymerlösningar med högre viskositet . Fördelen med detta instrument är att de erhållna värdena är oberoende av den totala volymen. Apparaten utvecklades av den tyske kemisten Leo Ubbelohde (1877-1964).

ASTM och andra testmetoder är: ISO 3104, ISO 3105, ASTM D445, ASTM D446, ​​ASTM D4020, IP 71, BS 188. [

Ubbelohde viskosimetern är nära besläktad med Ostwald viskosimetern . Båda är U-formade bitar av glas med en behållare på ena sidan och en mätkolv med en kapillär på den andra. En vätska införs i behållaren och sugs sedan genom kapillären och mätkolven. Vätskan tillåts färdas tillbaka genom mätkolven och tiden det tar för vätskan att passera genom två kalibrerade märken är ett mått på viskositeten. Ubbelohde-anordningen har en tredje arm som sträcker sig från slutet av kapillären och öppen mot atmosfären. På så sätt beror tryckhöjden endast på en fast höjd och inte längre på den totala vätskevolymen.

Bestämning av viskositet

• 

  Dr Leo Ubbelohde , uppfinnaren av Ubbelohde viskosimetern

• 

  Viskositetsmätning av polymerlösning med Ubbelohde viskosimeter

Bestämningen av viskositet baseras på Poiseuilles lag :

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

där t är den tid det tar för en volym V att eluera. Förhållandet $}$ } beror på R som kapillärradien , på medeltrycket P, på dess längd L och på den dynamiska viskositeten η .

Den genomsnittliga tryckhöjden ges av:

$\Delta P=\rho g\Delta H\,$

med ρ vätskans densitet, g standardgravitationen och H vätskans medelhöjd . På detta sätt kan en vätskas viskositet bestämmas.

Vanligtvis jämförs en vätskas viskositet med en vätska med en analyt, till exempel en polymer löst i den. Den relativa viskositeten ges av:

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

₀₀ där t och ρ är elueringstiden och densiteten för den rena vätskan. När lösningen är mycket utspädd

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

den så kallade specifika viskositeten blir:

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

Denna specifika viskositet är relaterad till koncentrationen av analyten genom gränsviskositeten [η] av effektserien :

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

eller

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

där ${\frac {\eta _{sp}}{c}}$ kallas viskositetstalet .

Den inre viskositeten kan bestämmas experimentellt genom att mäta viskositetstalet som funktion av koncentrationen som Y-axelns skärning.