σ = 
,
Ćwiczenie nr 8
NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE
(Metoda stalagmometryczna)
Celem ćwiczenia jest zbadanie wpływu alkoholi o różnych długościach łańcucha węglowego i różnych stężeniach na napięcie powierzchniowe wody.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Stalagmometr, 1 M CH3OH,
Kolbki miarowe o poj. 50 cm3 - 2 szt., 1 M C2H5OH,
Zlewki o poj. 50 cm3 - 3 szt., 1 M C3H7OH,
Pipeta o poj. 25 cm3, 1 M C4H9OH
WYKONANIE ĆWICZENIA:
Starannie umyty stalagmometr umocować w statywie w pozycji pionowej.
Do stalagmometru zassać wodę destylowana tak, aby jejpoziom sięgał powyżej górnej kreski. Następnie pozwolić wodzie swobodnie wyciekać ze stalagmometru. Od momentu, w którym menisk wody mija górna kreskę, liczyć krople do chwili, gdy menisk wody mija dolną kreskę. Pomiar powtórzyć 3 razy (różnica pomiędzy pomiarami nie powinna być większa niż 2 - 3 krople).
W analogiczny sposób przeprowadzić pomiar ilości kropel wypływających ze stalagmometru dla czterech 1 M alkoholi.
Z 1 M alkoholu butylowego przygotować roztwory o stężeniach: 0,5; 0,25; 0,125 M (przez kolejne rozcieńczenia 1 M C4H9OH). Następnie przeprowadzić pomiar ilości kropel wypływających ze stalagmometru (jak wyżej) dla każdego stężenia.
Wyniki zamieścić w tabeli, której przykład przedstawiono poniżej.
|
Stężenie, [mol/dm3] |
Liczba kropel |
Gęstość w 20 oC, [g/cm3] |
Napięcie powierzchniowe, [dyna/cm] |
Woda |
|
|
0,9982 |
|
Metanol |
1 |
|
0,9898 |
|
Etanol |
1 |
|
0,9860 |
|
Propanol |
1 |
|
0,9837 |
|
Butanol |
1 0,5 0,25 0,125 |
|
0,9821 0,9890 0,9896 1,0000 |
|
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Obliczyć napięcie powierzchniowe roztworów alkoholi ze wzoru:
σ =
,
gdzie: σ, σ0 - napięcie powierzchniowe cieczy badanej i wzorcowej,
n, n0 - liczba kropel cieczy badanej i wzorcowej,
d, d0 - gęstość cieczy badanej i wzorcowej.
Dla alkoholi o różnej długości łańcucha, ale o jednakowym stężeniu, sporządzić wykres zależności napięcia powierzchniowego σ od liczby atomów węgla w cząsteczce alkoholu. Na podstawie wykresu przedyskutować regułę Traubego.
Dla alkoholu butylowego obliczyć nadmiar powierzchniowy Γ, z równania Gibbsa:
Γ = - 
(
)
metodą graficznego różniczkowania.