Ćwiczenie nr 7

LEPKOŚĆ

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zależności lepkości cieczy od temperatury.

Aparatura i szkło: Odczynniki:

Wiskozymetr Hepplera 50 % roztwór gliceryny

Ultratermostat

Piknometr

Stoper

WYKONANIE ĆWICZENIA:

1. Do rury pomiarowej wiskozymetru (wypoziomowanego i podłączonego do termostatu), wlać roztwór gliceryny oraz umieścić w niej odpowiednią kulkę. Termometr kontaktowy termostatu ustawić na żądaną temperaturę (kolejno: 25, 30, 35, 40 i 45 ^oC).

2. Oznaczyć gęstości gliceryny w poszczególnych temperaturach. W tym celu zważyć (na wadze analitycznej) pusty (dokładnie wysuszony) oraz napełniony wodą destylowaną piknometr, po czym wlać do piknometru roztwór gliceryny (ten, którym wypełniona jest rura pomiarowa wiskozymetru). Tak przygotowany piknometr umieszczać w termostacie i, po podgrzaniu gliceryny do temperatury pomiaru (obserwować wskazania termometru zanurzonego w piknometrze), ważyć piknometr. Obliczyć masę gliceryny w danej temperaturze.

3. Wykonać pomiar czasu opadania kulki między zaznaczonymi na rurze pomiarowej kreskami. W tym celu, po osiągnięciu przez roztwór gliceryny w wiskozymetrze zadanej temperatury pomiaru (25 ^oC), odwrócić wiskozymetr o 180^o, po przemieszczeniu się kulki „na górę” wrócić do pierwotnego położenia wiskozymetru i mierzyć stoperem czas opadania kulki. Każdy pomiar powtórzyć 3 - 4 razy i obliczyć średni czas opadania kulki.

4. Po dokonaniu w temp. 25 ^oC pomiarów czasu opadania kulki i masy gliceryny, nastawiać termometr kontaktowy termostatu na kolejną temperaturę i powtórzyć wszystkie dotychczasowe czynności, czyli mierzyć czas opadania kulki i wyznaczyć masę gliceryny w tej temperaturze. Pomiary wykonać we wszystkich wskazanych temperaturach (30, 35, 40, 45 ^oC).

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

1. Wyniki bezpośrednich odczytów czasu opadania kulki oraz masy cieczy w piknometrze przedstawić w tabeli:

Temp. [^0C]	Czas opadania kulki, [s]				Średni czas opadania kulki, [s]	Masa gliceryny, [g]
		1	2	3			4

2. Obliczyć gęstość roztworu w poszczególnych temperaturach wg wzoru:

d =
d₀

gdzie: g_o - masa pustego piknometru,

g₁ - masa piknometru z wodą destylowaną,

g₂ - masa piknometru z gliceryną,

d_o - gęstość wody w temperaturze pomiaru.

3. Obliczyć lepkość (metodą Stockesa) ze wzoru:

η = t (d₁ - d₂) K

gdzie: η - lepkość dynamiczna, [cP],

t - czas opadania kulki,

d₁ - gęstość kulki,

d₂ - gęstość roztworu badanego (gliceryny),

K - stała, zależna od rodzaju kulki.

Parametry kulki szklanej: masa - 4,4575 g,

gęstość kulki - 2,228 g cm^-3,

stała K - 0,074568.

4. Wyniki pomiarów przedstawić w tabeli:

T [K]	10^3	d2 [g cm^-3]	d1 - d2 [g cm^-3]	η [cP]	log η

5. Wykreślić na papierze milimetrowym zależność: log η = f(1/T).

6. Metodą najmniejszych kwadratów obliczyć parametry prostej log η = f(1/T), a stąd stałe równania Ahreniusa-Guzmana:

η = A e


7. Określić „energię aktywacji” lepkości mnożąc stałą B przez R (stała gazowa).

8. Przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników.

---