Задание 3. Определение поверхностного натяжения водных растворов бутилового спирта различной концентрации

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

При определении поверхностного натяжения растворов различной концентрации одного и того же вещества исследование начинают с растворов наименьшей концентрации.

Измерения проводят по методике, описанной в задании 1. Результаты заносят в таблицу 25.

Таблица 25

Зависимость поверхностного натяжения спирта от концентрации раствора

Исследуемая

Жидкость

H, мм

k

капилляра

s × 103 Дж/м2
1 изм. 2 изм. 3 изм. h ср
Вода С4Н9ОН 0,025М С4Н9ОН 0,05 М С4Н9ОН 0,1 М С4Н9ОН 0,2 М С4Н9ОН 0,3 М С4Н9ОН 0,8 М            

Полученные опытные значения s располагают в виде точек (крупных) на графике зависимости поверхностного натяжения от концентрации раствора (по оси абсцисс концентрация раствора, а по оси ординат поверхностное натяжение).

 

Задание 4. Расчет некоторых теоретических величии

По полученным опытным данным зависимости поверхностного натя­жения бутилового спирта от концентрации (табл. 25) рассчитывают константу поверхностной активности (К) для растворов всех концентраций бутилового спирта и результаты вычислений за­писывают в таблицу 26:

 

где sН2О ‒ поверхностное натяжение воды, равное 72,8×10-3Дж/м2, sсп ‒ поверхностное натяжение чистого бутилового спирта, равное 22,8×10-3Дж/м2, s ‒ опытное значение поверхностное натяжение раствора изобутилового спирта (данные табл. 25), С ‒ концентрация раствора спирта. Вычисляют среднее значение величины К (Кср).

 

Таблица 26

Результаты вычислений К и адсорбционных характеристик ПАВ

 

Концентрация

 s ×103, Дж/м2 (опытн.) sН2О -s K sвыч ×103 Дж/м2 Г, моль/м2
С4Н9ОН С4Н9ОН С4Н9ОН С4Н9ОН С4Н9ОН С4Н9ОН 0,025 М 0,05 М 0,1 М 0,2 М 0,3 М 0,8 М          
             

 

Кср = ……, Г¥ = …….моль/м2, S = …….м2, = ……. м

 

По уравнению:

рассчитывают вычисленные значения sвыч, их заносят в таблицу 26, наносят (только помечают) на график зависимости s от С и через них проводят кривую. Если среднее значение К определено правильно и sвыч рассчитаны без ошибок, то кривая должна пройти между опытными точками.

Вычисления s по приведенному выше уравнению производят потому, что для вычисления констант уравнения Шишковского следовало бы применять метод последовательных приближений, а сами расчеты - проводить на ЭВМ.

Далее по уравнению

 

 

где Г – адсорбция ПАВ на поверхности раствора (моль/см2), R – универсальная газовая постоянная, Т - абсолютная температура в оК, вычисляют Г для каждой концентрации С. Результаты вычислений заносят в таблицу 26. Строят график в координатах Г от С, если все вычисления произведены правильно, то он должен выглядеть так, как одна из кривых на рисунке 22.

Вычисляют ёмкость монослойного покрытия поверхности молекулами бутилового спирта Г¥ (сколько моль спирта – ПАВ может поместиться на 1 м2 поверхности) по уравнению:

Вычисляют площадь S, занимаемую одной молекулой изобутилового спирта в насыщенном адсорбционном слое:

 

 

где N – число Авогадро, равное 6,023 × 1023.

Вычисляют: = М×Г∞/d,

где М – молекулярная масса бутилового спирта,

d – плотность спирта равна = 0,808 г/мл. Делают выводы по работе.