ЗАДАЧА 1. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом сравнения

Приборы и принадлежности

Бюретка с краном на штативе, химический стаканчик, исследуемая жидкость и вода.

Вывод рабочей формулы

Возьмем две жидкости, заключенные в один и тот же объем. Массы этих жидкостей можно представить в виде:

,

,

где m₁, m₂ – масса одной капли соответствующих жидкостей; n₁, n₂ – количество их капель; ρ₁, ρ₂ – плотности этих жидкостей, V – объем, занимаемый каждой из этих жидкостей.

В момент отрыва капли жидкости имеем (для n капель):

.

После преобразования приходим к выражению, представляющему рабочую формулу метода и выражающему величину поверхностного натяжения исследуемой жидкости через аналогичную характеристику вспомогательной жидкости (в данном случае - воды):

. (10)

Порядок выполнения работы:

1. Промывают бюретку и наполняют ее через воронку водой (объем 20-25мл).

2. Добиваются с помощью крана равномерного падания капель.

3. Подставляя мерный стаканчик (химический стакан с делениями), считают количество капель n₁ воды, соответственно заданному объему.

4. Наливают в бюретку исследуемую жидкость (объем 20-25мл), предварительно промыв ею бюретку, и определяют количество капель n₂ этой жидкости в том же объеме.

5. Взяв из таблицы значения r₁, r₂, s₁ при данной температуре, по формуле (10) находят s₂.

6. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 1.

Таблица 1

ЗАДАЧА 2. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом компенсации разности давлений поверхностного слоя жидкости (метод Штейна)

Приборы и принадлежности

Установка, набор исследуемых жидкостей, груша, капилляр.

Описание установки

Установка состоит из капилляра А, широкой трубки Д и водяного манометра С, сообщающихся посредством трубки В. Широкую трубку Д опускают в стакан с водой, помещенный на столике, который можно закрепить винтом Е в любом положении. Опуская и поднимая столик, можно изменить давление в рассматриваемой системе.

Вывод рабочей формулы

Как мы уже установили выше, если капилляр опустить в сосуд с исследуемой жидкостью, то в случае смачивания стенок капилляра этой жидкостью, последняя поднимется на некоторую высоту (dР<0). Если теперь увеличить внешнее давление над поверхностью жидкости в капилляре, скомпенсировав тем самым Лапласово давление dР, то уровень жидкости в капилляре опустится до уровня жидкости в сосуде и сравняется с ним.

Если внешнее давление при этом увеличилось на Р, то согласно (8)

, (11)

где r – радиус капилляра.

С другой стороны, избыток давления Р в системе можно выразить так:

, (12)

где h – разность уровней воды в манометре, r - плотность жидкости, налитой в манометр. Выражая из (11) и (12) s , получим:

(13)

Порядок выполнения работы

1. Капилляр вынимают из трубки, промывают исследуемой жидкостью с помощью груши. Затем опускают его в стаканчик с исследуемой жидкостью. Далее, не вынимая его из стаканчика, вновь сообщают с манометром посредством трубки. Жидкость в капилляре поднимается и устанавливается на некоторой высоте (надо следить, чтобы столбик жидкости не содержал пузырьков воздуха, если они имеются, значит, капилляр промыт плохо, и надо его промыть еще раз).

2. Медленно поднимают столик (Е) и доводят уровень жидкости в капилляре до ее уровня в стаканчике (см. рис.8.). Закрепляют столик и определяют разность уровней манометра (h). Опыт проделывают несколько раз, перемещая столик и заново отсчитывая разность уровней h.

Примечание. Ввиду большой зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры, необходимо указать температуру, при которой производились наблюдения.

3. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 2.

Таблица 2

Номер опыта	Т, К	h, м	r, м	s, Н/м	, Н/м

Проводят статистическую обработку результатов по методу Стьюдента при a=0.95 (доверительная вероятность).

Поиск по сайту: