Поверхностные явления и адсорбция. Хроматография, страница 2

Траубе установил, что в любом гомологическом ряду удлинение углеродной цепи гомолога на группу -СН₂ - увеличивает его поверх­ностную активность в 3-3,5 раза. Это значит, что способность ве­щества понижать поверхностное натяжение увеличивается.

При истечении жидкости из капилляра сила поверхностного натя­жения заставляет жидкость собираться у края отверстия в каплю, которая отрывается в тот момент, когда масса капли ничтожно превышает поверхностное натяжение. Чем больше поверхностное натяже­ние, тем тяжелее и соответственно крупнее будет капля. Таким об­разом, поверхностное натяжение пропорционально плотности и обрат­но пропорционально количеству капель, вытекающих из одного и того же объема. Поверхностное натяжение определяется по формуле:

 σ              d ^. n H₂O                                              d  ^. n H₂O

              =                                           σ = σ H₂O ^.                                               (1)

σ H₂O         d H₂O ^. n                                               d H₂O ^. n

где σ - поверхностное натяжение исследуемой  жидкости;

σ H₂O -  поверхностное натяжение воды;

d и d H₂O - плотности исследуемой жидкости и воды;

n  и  n  H₂O - число капель исследуемой жидкости и воды.

Для разбавленных водных растворов, плотность которых мало от­личается от единицы, формулу можно упростить:

                n H₂O

              σ = σ H₂O ^.                                                               (2)

                 n

σ H₂O = 72,75 мН/м (72,75^.10^-3 Н/м или 72,75^.10^-3 Дж/м²)  при температуре 20^oС, поэтому для определения поверхностного натяже­ния достаточно подсчитать количество капель исследуемой жидкости и воды, вытекающей из одного и того же объема. Для определения поверхностного натяжения пользуются сталогмометром Траубе. Жид­кость засасывают немного выше верхней кольцевой метки, затем дают ей свободно вытекать, подсчитывая количество капель,  образующихся  при  вытекании отмеченного на сталогмометре объема (от верхней метки до нижней) и по формуле (2) определяют поверхностное натя­жение.

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА N 15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

Определение   зависимости   поверхностного натяжения растворов от длины углеводородной цепи поверхностно-активного вещества

Для этого определить σ 0,1 М водных растворов следующих спиртов: C₂H₅ОН, С₃Н₇ОН, С₄H₉ОН, С₅Н₁₁ОН. Начертить кривую зави­симости от числа углеродных атомов в молекулах спиртов (n_C).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2

Определение зависимости σ раствора от концентрации поверхностно-активных веществ

Для этого  определить  σ водных  растворов амилового спирта следующих концентраций:  0,01, 0,025, 0,05, 0,1, 0,2 М. Начертить кривую зависимости σ от концентрации раствора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительно промыть сталогмометр несколько раз водой и определить количество капель воды. Определение растворов проводить в указанном выше порядке. При переходе к лабораторной работе 2, сталогмометр и стаканчик несколько раз промыть водой.

В выводе проанализировать зависимость поверхностного натяже­ния водных растворов спиртов от длины углеводородной цепи молекул спирта и от концентрации спирта (рис.1, рис.2).