Исследование поверхности раздела двух фаз: раствор ПАВ – воздух. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации, страница 2

Статическим методом находят натяжение неподвижных поверхностей, образованных задолго до начала опыта и находящихся в равновесии с объёмом жидкости. К этому методу относится метод капиллярного поднятия или опускания жидкости.  Это равновесие описывается уравнением Жюрена:

, где h – высота капиллярного поднятия или опускания жидкости;

r – радиус капилляра;

q - угол смачивания, который для воды и многих органических жидкостей равен нулю.

Динамические методы (метод колеблющийся струи и капиллярных волн) позволяет определить только неравновесные значения поверхностного натяжения.

Метод максимального давления:

, где DР- наибольшее давление в пузырьке чистой воды;

DР – давление в пузырьке исследуемой жидкости.

Капельный (сталагмометрический):

N – число капель исследуемого раствора.

3. Порядок выполнения работы.

1. Готовим четыре раствора объёмом 25 мл путём последовательного разбавления в два раза.

Исходный раствор – 10 %  - ный раствор изопропилового спирта,

2. С помощью сталагмометра измеряем поверхностные натяжения сначала чистой воды, затем исследуемых растворов, начиная с самого разбавленного.

Данные сводим в таблицу:

Проба	Число капель
Вода	20	21	21	20,66
4	22	22	22	22,00
3	23	23	22	22,66
2	25	26	26	25,66
1	31	31	31	31,00
спирт	39	39	40	39,33

капли,

 - для чистой воды при температуре Т =20,

,

;

;

;

;

.3. Рассчитываем концентрации исследуемых растворов:

%,

моль,

,

,

,

,

,

.

4. Строим график изотермы поверхностного натяжения d = f(C).

Проба		,	М,
Вода	20,66	72,75	0,000
4	22,00	68,32	0,105
3	22,66	66,33	0,210
2	25,66	58,57	0,410
1	31,00	48,48	0,830
спирт	39,33	38,22	1,66

5. Вычисляем постоянные уравнения Шишковского. Для этого, начиная с , разделим график на разные ординаты:

.

Снимаем с графика концентрации через каждые D. Считаем среднее значение константы по формуле:

, где ;

n – число констант.

,

,

,

.

Теперь находим постоянные Шишковского a и b:

6. Вычисляем удельную адсорбцию ПАВ, используя метод графического дифференцирования по уравнению изотермы адсорбции Гиббса:

;

;

;

;

;

7. Определяем предельное значение адсорбции ПАВ :

;

площадь одной молекулы:

;

длина одной молекулы:

.

8. Строим изотерму адсорбции ПАВ в координатах Г=f(M):