Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Адсорбция ПАВ из растворов на границе раздела вода-воздух
Цель работы: Измерение поверхностного натяжения и построение изотермы адсорбции для водных растворов поверхностно-активных веществ на границе с воздухом. Вычисление площади поперечного сечения и осевой длины молекулы поверхностно-активного вещества в насыщенном адсорбционном слое
Методы исследования: визуальный.
Приборы и оборудование: установка для определения поверхностного натяжения по методу наибольшего давления образования пузырька
Посуда: мерные колбы на 50 или 100 мл; мерная пипетка на 1 или 2 мл; бюретка на 25 мл.
Реактивы: поверхностно-активные вещества: алкилсульфонат натрия, парафинат натрия, мыла пальмового масла.
Порядок выполнения работы: Для выполнения работы в тщательно вымытых хромовой смесью, а затем дистиллированной водой, колбах готовят растворы ПАВ определенных концентраций (по заданию преподавателя) путем последовательных разбавлений. Поверхностное натяжение приготовленных растворов измеряют по методу наибольшего давления образования пузырька воздуха. Измерения величин АН начинают с воды (эталонная жидкость) и переходят к растворам все возрастающей концентрации.
Метод максимального давления пузырьков. В этом методе поверхностное натяжение определяется по величине давления, при котором происходит отрыв пузырька воздуха, выдуваемого в жидкость, через капилляр радиусом
Пузырек воздуха отрывается в тот момент, когда давление воздуха в капилляре (р) становится равным сумме гидростатического давления столба жидкости, равного глубине погружения капилляра Н, и капиллярного давления, действующего на вогнутую поверхность жидкости. Таким образом, в момент отрыва пузырька
(12)
где R — радиус капилляра, равный в момент отрыва пузырька радиусу кривизны его поверхности.
Рис. 7. Схема установки для определения поверхностного натяжения методом максимального давления пузырька:
1 - колба с исследуемой жидкостью; 2 - пипетка с капиллярным кончиком; 3 - эжектор;4 - манометр
Установка для измерения поверхностного натяжения (рис. 7) состоит из колбы 1 с пробкой, в которой укреплена пипетка 2 с капиллярным кончиком (диаметр капилляра 0,2—0,3 мм), водяного эжектора 3 для создания разрежения в колбе 1 и манометра 4, заполненного толуолом.
Пипетку 2 укрепляют в колбе 1 в таком положении, чтобы ее кончик лишь касался поверхности исследуемой жидкости, так как в противном случае необходимо измерять глубину, погружения капилляра.
Перед началом измерений проверяют герметичность установки. Для этого при закрытом верхнем кране открывают нижний кран эжектора и из него тонкой струйкой выливают воду до тех пор, пока в колбе 1 не начнут выделяться пузырьки воздуха. Затем нижний кран эжектора закрывают. После прекращения выделения пузырьков необходимо убедиться, что созданное в колбе разрежение сохраняется постоянным в течение 2 – 3 мин.
При измерении максимального давления, необходимого для отрыва пузырька, для получения правильных результатов необходимо эжектором отрегулировать небольшую скорость образования пузырьков (время образования одного пузырька должно быть не менее 30 с). На манометре этот процесс регистрируется так: давление постепенно увеличивается, достигая максимума, затем резко падает и снова медленно нарастает - это и отвечает образованию, увеличению в объеме и отрыву пузырька. Максимальному давлению соответствует наибольшая разность уровней жидкости в правом и левом коленах манометра. Для повышения точности отсчета разности уровней используются лупы, катетометры или наклонные манометры чувствительность которых выше, чем вертикального, в 5-6 раз.
Порядок проведения измерений поверхностного натяжения по методу наибольшего давления образования пузырька
Вакуумная пробирка, пипетка с капилляром, колбы для растворов должны быть тщательно вымыты хромовой смесью, затем многократно дистиллированной водой.
Исследуемую жидкость наливают в вакуумную пробирку. В пробирку плотно вставляют на резиновой пробке капиллярный кончик так, чтобы он был погружен в жидкость не более 0,2 мм.
Полученные данные:
|
№ |
Концентрация раствора |
Максимальное давление отрыва пузырька р, мм |
Среднее значение р, мм |
|
1 |
3 |
27 |
(27+15)/2=21 |
|
2 |
1.5 |
25 |
(25+12)/2=18.5 |
|
3 |
0.75 |
24 |
(24+11)/2=17.5 |
|
4 |
0.325 |
24 |
(24+10)/2=17 |
|
5 |
0.165 |
23 |
(23+10)/2=16.5 |
|
6 |
0.0825 |
29 |
(29+2)/2=15.5 |
|
7 |
0.04125 |
34 |
(34+6)/2=20 |
|
8 |
0.02062 |
37 |
(37+8)/2=22.5 |
Для воды:
=37 мм; Рср=(37+27)/2= 32 мм
-воды при Ткип= 20
=7.28*(Н/м); Ро=760 мм.рт.ст=133.3 Па
Рассчитываем поверхностное натяжение:
;
;
R=2= 1 мм- радиус каппиляра