Коллоидная химия: Лабораторный практикум, страница 10

4. В качестве вывода из работы указать найденные величины характеристической вязкости, константы Хаггинса и молекулярной массы полимера.

Контрольные вопросы

1.  Как влияют коллоидные частицы или молекулы полимера на вязкость жидкости ?

2.  Что называют относительной, удельной и приведённой вязкостью ?

3. Напишите теоретическое уравнение для вязкости разбавленных суспензий шарообразных частиц.

4. От чего зависит приведённая вязкость разбавленных суспензий шарообразных частиц ?

5.  Может ли зависеть вязкость суспензии от градиента скорости течения в вискозиметре? В каких случаях такую зависимость следует ожидать ?

6.  Можно ли применить уравнение Эйнштейна (для вязкости разбавленных суспензий) к разбавленному раствору глобулярного белка ?

7. Что называется характеристической вязкостью раствора или суспензии ?

8. Какой физический смысл имеет характеристическая вязкость ? (Какое свойство макромолекул в растворе она представляет ?)

9. От каких свойств полимера в растворе зависит характеристическая вязкость ?

10. Как определить характеристическую вязкость раствора полимера экспериментально ?

11. Какие типы вискозиметров используются в лабораторной практике ?

Литература

Зимон А.Д., Балакирев А.А., Дехтяренко Н.Г., Бабак В.Г., Аксёнов В.Н. Коллоидная химия. Лабораторный практикум. Часть 1. М: ВЗИПП 1986, Лаб. работа 2.

Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М: Химия, 1995, Глава 11.

Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М: Химия, 1975, Глава 10.

РАБОТА № 3

Адсорбция на границе жидкость/газ

Цель работы: Путём измерения поверхностного натяжения определить величину адсорбции ПАВ, рассчитать предельную адсорбцию, площадь, занимаемую одной молекулой в адсорбционном слое, и толщину адсорбционного слоя.

Краткое теоретическое введение

Адсорбцией называется изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. В настоящей работе рассматривается адсорбция ПАВ на границе раздела водный раствор ПАВ/воздух.

Адсорбция является самопроизвольным процессом и обусловлена взаимодействием молекул воды и ПАВ между собой и с воздухом. Благодаря асимметричному строению молекул ПАВ они концентрируются на поверхности раздела раствор/воздух, образуя тонкий адсорбционный слой. Величину адсорбции обозначают буквой G (греческая прописная буква "гамма") и выражают в моль/м².

В результате адсорбции изменяется свободная поверхностная энергия.

Обычно эту энергию относят к единице площади поверхности раздела фаз и называют удельной свободной поверхностной энергией. В равновесных изобарно-изотермических условиях (Р и Т = const) удельная свободная поверхностная энергия равна:                                                                                                     (3.1)

где G – свободная энергия Гиббса, S – площадь поверхности раздела фаз, s - поверхностное натяжение, mi – химический потенциал i-ого компонента раствора, Gi – адсорбция i-ого компонента. В однокомпонентной системе адсорбция отсутствует, поэтому для раздела фаз (чистая жидкость)/(воздух) удельная свободная поверхностная энергия равна:                                                                               (3.1а)

Итак, удельная свободная поверхностная энергия – это энергия, идущая на обратимое изотермическое образование единицы площади новой поверхности. Она выражается в Дж/м².

Для однокомпонентных (чистых) жидкостей можно считать, что удельная свободная поверхностная энергия численно равна поверхностному натяжению. Поверхностное натяжение – это сила, рассчитанная на единицу длины периметра, ограничивающего поверхность раздела фаз, которая действует тангенциально к поверхности жидкости и стремится сократить площадь поверхности раздела фаз. Размерность поверхностного натяжения – Н/м. Практически, для однокомпонентных систем понятие об удельной свободной поверхностной энергии отождествляется с понятием о поверхностном натяжении и обозначается единым символом s.