V. Cel wykonania ćwiczenia :

Celem wykonania ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy adsorpcji Gibbsa dla substancji powierzchniowo czynnej : izopropanolu

VI. Opis wykonania ćwiczenia :

Przygotowano 7 roztworów izopropanolu o stężeniach : 60,200,340,480,620,740,880,1000 [mol/m³ ]

przez rozcieńczenie roztworu podstawowego . Wykonano pomiar napięcia powierzchniowego metodą Redinbera .

VII Obliczenia :

Tabela nr 1 : Wyniki pomiarów

Liczba cm^3 izopropanolu	0	3	10	17	24	31	37	44	50
Różnica poziomów cieczy w manometrze[mm]	107	104	97	91	88	84	79	74	72

Tabela nr 2 : Wyniki obliczeń :

c [ mol/m^-3]	ln(c)		Г [ mol/m^2 ] *10^-6	σ [ N*m^-1]	Δσ	Δσ wg. obl.*
0	-----------	0	0	0,0719	-----------	0
60	4,094	0,4809	1,4997	0,0699	0,0020	0,0049
200	5,298	0,7554	2,3557	0,0652	0,0067	0,0107
340	5,829	0,8399	2,6193	0,0612	0,0107	0,0139
480	6,173	0,8811	2,7477	0,0591	0,0128	0,0161
620	6,430	0,9054	2,8235	0,0565	0,0154	0,0179
740	6,60	0,9195	2,8675	0,0531	0,0188	0,0191
880	6,78	0,9314	2,9046	0,0497	0,0222	0,0203
1000	6,907	0,9391	2,9286	0,0484	0,0235	0,0213

σ_woda= 71,97*10^-3 [ N/m]

σ = σ_woda ( h_x/h_woda )

h_x- różnica poziomów w manometrze dla roztworu badanego [ mm ]

h_woda - różnica poziomów w manometrze dla wody destylowanej [ mm ]

Stężenie wyjściowe substancji powierzchniowo czynnej : 1000 mol/m³

Parametry prostej
, a= 0,0076, b = -0,0317

,
, β= 0,01544

Parametry prostej
obliczono metodą regresji zwyczajnej według następujących wzorów :

x = ln( c)

y = Δσ

n - liczba pomiarów

,
, gdzie a_śr, b_śr średnie współczynniki regresji

,
, gdzie a_odch., b_odch odchylenia standardowe współczynników regresji .

Wzory na podstawie których wykonano obliczenia :

*

, gdzie
R - stała gazowa , T - temperatura 273,15 K

5,32*10^-19 [ m²/cząsteczkę ] - Powierzchnia przypadająca na część hydrofilową cząsteczki substancji powierzchniowo czynnej , gdzie N - liczba Avogadro

Wnioski :

Jak wynika z załączonych wykresów napięcie powierzchniowe roztworu izopropanolu jest mniejsze niż w przypadku czystego rozpuszczalnika i maleje wraz ze wzrostem jego stężenia .Ze wzrostem stężenia substancji powierzchniowo czynnej zwiększa się natomiast jej stężenie w warstwie powierzchniowej roztworu ,stężenie to rośnie gwałtownie przy małych stężeniach , przy większych stężeniach zmiana następuje w mniejszym stopniu .Zależność 1<<βc jest prawdziwa już dla stężeń większych niż 200 mol/m³ . Niewielkie różnice w wynikach zmiany napięcia powierzchniowego wyznaczonego z różnicy napięć wody i roztworu a tej samej zmiany obliczonej na podstawie równania Szyszkowskiego świadczą o jego poprawności i przydatności w rozpatrywaniu tego zagadnienia .

---