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:

1. Starannie umyty stalagmometr umocować w statywie w pozycji pionowej.

2. 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).

3. W analogiczny sposób przeprowadzić pomiar ilości kropel wypływających ze stalagmometru dla czterech 1 M alkoholi.

4. 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/dm^3]	Liczba kropel	Gęstość w 20 ^oC, [g/cm^3]	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:

1. 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.

2. 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.

3. Dla alkoholu butylowego obliczyć nadmiar powierzchniowy Γ, z równania Gibbsa:

Γ = -
(
)

metodą graficznego różniczkowania.

---