Wykonanie ćwiczenia 3. NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO CIECZY METODĄ STALAGMOMETRYCZNĄ

Transkrypt

1 Wykonanie ćiczenia 3. NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE POMIAR NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO CIECZY METODĄ STALAGMOMETRYCZNĄ Zadania: 1. Zmierzyć napięcie poierzchnioe odnych roztoró kasó organicznych lub alkoholi (do yboru). 2. Przedstaić na ykresie zależność napięcia poierzchnioego od stężenia dla odnych roztoró kasó lub alkoholi = f (c). 3. W oparciu o ykres = f (c) dla kasu octoego lub alkoholu etyloego yznaczyć aktyność poierzchnioą, a następnie izotermę adsorpcji Gibbsa = f (c). 4. Wyznaczyć napięcie poierzchnioe acetonu i 1% roztoru odnego oleinianu potasu. Po ykonaniu pomiaru stalagmometr przemyć dokładnie odą destyloaną i acetonem. Wzory pomocnicze: d d n n c d (1) RT dc (2) Wykonanie ćiczenia: 1. Zmierzyć liczbę kropel ody, ypłyającej z określonej objętości stalagmometru (od kreski górnej do dolnej; stalagmometr uprzednio starannie przemyty odą destyloaną!). 2. Zmierzyć liczbę kropel dla kasó i ich różnych stężeń (przed pomiarem noego stężenia przepłukać stalagmometr badanym roztorem); Kas Stężenie kasu [mol dm -3 ] HCOOH CH 3 COOH CH 3 CH 2 COOH lub alkoholi: Alkohol Stężenie alkoholu [mol dm -3 ] CH 3 OH CH 3 CH 2 OH CH 3 CH 2 CH 2 OH UWAGA: szyb- Należy dbać, aby krople rónomiernie ypłyały ze stalagmometru z kością 1 kropla na 2-3 sek. Zbyt szybkie ypłyanie kropel pooduje uzyskanie bardzo rozbieżnych ynikó!

2 2 Napięcie poierzchnioe Sposób podania ynikó: 1. Otrzymane z pomiaru yniki zestaić Tabeli 1: Substancja Stężenie [Mol dm -3 ] Woda - n [mn m -1 ] n [mn m -1 ] HCOOH ( CH 3 OH ) CH 3 COOH ( CH 3 CH 2 OH ) CH 3 CH 2 COOH (CH 3 CH 2 CH 2 OH ) Końcoy zór na napięcie poierzchnioe mierzone metodą stalagmometryczną ma postać zgodnie z rónaniem (1) gdzie: - napięcie poierzchnioe roztoru [mn m -1 ], - napięcie poierzchnioe ody (zależne od temperatury!), d - gęstość ody (1 g cm -3 ), d - gęstość badanej cieczy ( przypadku rozcieńczonych roztoró d ~ 1 g cm -3 ), n - liczba kropel ody ypłyającej z określonej objętości stalagmometru, n - liczba kropel badanej cieczy ypłyającej z tej samej objętości stalagmometru. 2. Na podstaie uzyskanych ynikó i obliczeń sporządzić ykres 1 dla trzech substancji: = f (c) i ykres 2 = f (c) dla kasu octoego lub etanolu (dla yliczenia artości z ). 3. Wykreślić izotermę adsorpcji = f (c) dla kasu octoego lub alkoholu etyloego oparciu o rónanie Gibbsa (2) gdzie: - nadmiar stężenia substancji rozpuszczonej arstie poierzchnioej porónaniu z jej stężeniem fazie objętościoej roztorze mol cm -2, c - stężenie substancji stanie rónoagi mol dm -3, - napięcie poierzchnioe mn m -1 (miliniuton/metr), R- stała gazoa: J mol -1 K -1, T- temperatura stopniach Kelvina (K). Sposób yliczenia artości podano części teoretycznej (Rys. 4). Wartości z należy yznaczyć dla kilku, np. pięciu stężeń z krzyej = f (c) dla których ykreślamy pięć stycznych i otrzymujemy pięć różnych artości liczboych z. Wykreślamy następnie ykres 3 zależności = f (c).

3 Napięcie poierzchnioe 3 4. Pomiar napięcia poierzchnioego acetonu i oleinianu potasoego ykonuje się przy ykorzystaniu stalagmometru, uprzednio starannie przemytego odą destyloaną, potem badaną cieczą (acetonem lub roztorem oleinianu potasu - zależności od tego, którego roztoru napięcie poierzchnioe będzie badane pierszej kolejności). 5. Należy podać artości liczboe napięcia poierzchnioego acetonu i 1 % roztoru oleinianu potasoego. 6. Dane zamieścić Tabeli 2. Woda Substancja n [mn m -1 ] n s s [mn m -1 ] Aceton 1% oleinian potasu UWAGA: Roztory kasó lub alkoholi o mniejszych stężeniach sporządzamy e łasnym zakresie, ilości ok. 25 cm 3, przez rozcieńczenie roztoró yjścioych odą destyloaną UWAGA: Gęstość 1% roztoru oleinianu potasoego można przyjąć za róną gęstości ody (1 g/cm 3 ), gęstość acetonu d A = 0.79 g / cm 3.

4 4 Napięcie poierzchnioe 3. NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE (schemat formularza do opracoania ynikó ćiczenia) Data ykonania ćiczenia: Imię i nazisko studenta: GS: Imię i nazisko asystenta: Zadania do ykonania: Stosoane zory. Tabela 1. Wykres 1. Zależność napięcia poierzchnioego od stężenia = f (c) dla.. Wykres 2. Zależność napięcia poierzchnioego dla alkoholu etyloego lub kasu octoego od stężenia = f (c) i sposób graficznego yliczenia artości liczboych do zoru Gibbsa. Wykres 3. Zależność nadmiaru poierzchnioego od stężenia = f (c) dla... Tabela 2. Obliczenia (przykłady stosoanych obliczeń). Omóienie ynikó i nioski. Podpis studenta: Podpis opiekuna: Data

5 Napięcie poierzchnioe 5