Iwona Frątczak 99.11.29

wydział chemiczny

kierunek chemia

semestr III

Laboratorium z chemii fizycznej

Ćwiczenie Nr 91

Temat:

„Pomiar napięcia powierzchniowego”

Data wykonania ćwiczenia: 99.11.29.	Ocena:	Podpis:
Data oddania sprawozdania:	Ocena:	Podpis:

I. Wstęp :

Siły oddziaływania cząsteczek lub jonów ciał stałych i cieczy są z natury rzeczy siłami przyciągającymi. Siły te dążą więc do maksymalnego wzajemnego wysycenia i tym samym minimalzacjii energii układu przez maksymalne wzajemne zbliżenie cząsteczek i otoczenie się cząsteczkami maksymalną, w danych warunkach, liczbą sąsiadek. ponieważ cząsteczki zajmujące powierzchnię fazy skondensowanej pozbawione są sąsiadek od zewnętrznej strony fazy, wykazują one nadmiar potencjału termodynamicznego. W samorzutnym dążeniu do zmniejszenia tego potencjału układ stara się zmniejszyć do minimum swą powierzchnię.

Ta tendencja manifestuje się w istnieniu napięcia powierzchniowego.

Napięcie powierzchniowe jest to zmniejszenie potencjału termdyn. układu towarzyszące zmniejszeniu jego powierzchni o jednostkę =dG/dA lub siła styczna do powierzchni potrzebna do rozerwania błonki powierzchniowej na długości jednostkowej.

Substancje które wprowadzane do roztworu zmniejszają napięcie powierzchniowe to sufaktory (substancje powierzchniowo czynne). Elektrolity zwiększają napięcie powierzchniowe .

Oznaczanie napięcia powierzchniowego d metodą stalagnometryczną sprowadza się do zliczenia n kropli cieczy wypływających z określonej objętości V przez rurkę kapilarną.

Zazwyczaj oznacza się liczbę kropli n_w dla cieczy wzorcowej o znanym napięciu powierzchniowym d_w i gęstości d_w, a następnie dla badanego roztworu i oblicza się napięcie powierzchniowe badanej cieczy.

Cieczą wzorcową jest dla mnie woda, kt
órej napięcie powierzchniowe d_w w temperaturze 20^oC wynosi:

II. Wyniki:

	stężenie	liczba kropli	gęstość	napięcie powierzchniowe
woda		58	1	0,07244
NH4CL	0,5M	57	1,0076	0,07427
	1M	57	1,01375	0,07472
	2M	57	1,0315	0,07603
	4M	57	1,0594	0,07809
mydło	0,0125 %	58	1	0,07244
	0,025 %	63	1	0,06669
	0,05 %	91	1	0,04617
	0,1 %	94	1	0,04470

III. Obliczenia :

• Obliczenia prowadzę w temperaturze 21° C .

• Napięcie powierzchniowe wody obliczam ze wzoru :

• Napięcie powierzchniowe roztworów obliczam ze wzoru :

dla pierwszego pomiaru ( chlorek amonu ) :

IV. Wykresy :

•

•

V. Opis wykonania ćwiczenia :

Przygotowuję roztwory o podanych stężeniach , następnie myję dokładnie stalagmometr . Badaną ciecz ( najpierw wodę ) naciągam do stalagmometru . W momencie gdy menisk cieczy osiągnie górny , oznaczony poziom , rozpoczynam liczenie kropel i kończę w chwili gdy menisk osiąga poziom dolny . Analogicznie badam pozostałe ciecze o różnych stężeniach .

VI. Wnioski :

Dla substancji organicznej ( roztwór mydła ) wraz ze wzrostem stężenia maleje napięcie powierzchniowe . W przypadku substancji nieorganicznej ( chlorek amonu ) wraz ze wzrostem napięcia powierzchniowego stężenie rośnie .

Chlorek amonu (elektrolit) powoduje zwiększenie napięcia powierzchniowego. Zależność ta nie jest prostoliniowa im większe stężenie elektrolitu tym większy efekt wzmocnienia napięcia powierzchniowego w przeliczeniu na stężenie.

Roztwór mydła (surfaktor) obniża znacznie napięcie powierzchniowe, zależność ta jest jak wynika z wykresu dąży do prostoliniowej.

Dla roztworów organicznych napięcie powierzchniowe zmienia się większymi skokami niż dla roztworów nieorganicznych , spowodowane jest to tym, że stężenie elektrolitu jest mniej więcej stałe, a środki powierzchniowo czynne tworzą błonki na granicach faz (hydrofobowość i hydrofilowość).

---