Dominika Wichoczek 14.12.2011r.

Chemia biologiczna

6.Pomiar napięcia powierzchniowego roztworów - izoterma Gibbsa

DANE DOŚWIADCZALNE:

Tabela 1. Dane doświadczalne.

Objętość CH3OH [cm^3]	Objętość H2O [cm^3]		Ilość kropli
				1 próba		2 próba	3 próba	średnia
13	0	35		35	35	35
11	2	31		31	31	31
10	3	30		30	30	30
8	5	27		27	27	27
7	6	25,5		25	25,5	25,33
5	8	22		22	22	22
3	10	18,5		18,5	18,5	18,5
2	11	17		17	17	17
0	13	13		13	13	13

1.Wyznaczanie objętości piknometru.

V_p = 10,22329g / 0,998 g/cm³=10,24378 [cm³]

masa wody= masa piknometru z wodą - masa piknometru

masa piknometru z wodą= 24,27266g

masa piknometru= 14,04937g

masa wody=24,27266-14,04937=10,22329g

2.Obliczanie gęstości badanych próbek:

Tabela 2. Wyliczone gęstości poszczególnych roztworów.

Masa piknometru z roztworem= mpc	Masa badanych próbek=mc	Gęstość badanych próbek=dc	Objętość piknometru=mp
[g]	[g]	[g/dm^3]	[cm^3]
22,13494	8,08557	789,315265	10,24378
22,67688	8,62751	842,219577
22,93145	8,88208	867,070761
23,32182	9,27245	905,178773
23,48166	9,43229	920,782392
23,76955	9,72018	948,886282
23,96885	9,91948	968,341996
24,06945	10,02008	978,162591
24,27266	10,22329	998

3.Wyliczanie napięcia powierzchniowego ze wzoru:

Napięcie powierzchniowe:

σ_c=σ_w(n_w*d_c)/(n_c*d_w)

gdzie:

σ_c = napięcie powierzchniowe roztworu

σ_w = napięcie powierzchniowe wody =0,0728 N/m

n_w = liczba kropel cieczy wzorcowej

d_c = gęstość badanego roztworu

n_c = liczba kropel badanego roztworu

d_w = gęstośc cieczy wzorcowej (woda)

Tabela 3. Napięcia powierzchniowe poszczególnych roztworów.

Nr roztworu	Napięcie powierzchniowe [N/m]
1	0,02139
2	0,02576
3	0,02741
4	0,03179
5	0,03447
6	0,04090
7	0,04964
8	0,05456
9	0,07280

4.Obliczanie stężenia procentowego dla poszczególnych rozcieńczeń ze wzoru:

5. Przeliczenia stężenia procentowego na stężenie molowe:

gdzie:

C_m. - stężenie molowe [mol/dm³]

C_p - stężenie procentowe [%]

dc - gęstość roztworu [g/m3]

M_METANOLU - masa molowa metanolu [g/mol]

Tabela 4.Stężenia procentowe i molowe poszczególnych roztworów.

Numer zlewki	Stężenie procentowe	Stężenie molowe	log(Cm)
		[%]		[mol/dm3 ]
1	100	24,67	1,392
2	81,30818002	21,40	1,330
3	72,49969671	19,64	1,293
4	55,85837291	15,80	1,199
5	47,99016405	13,81	1,140
6	33,07951116	9,81	0,992
7	19,1768399	5,80	0,764
8	12,57208713	3,84	0,585
9	0	0,00

Wykres 1. Zależność napięcia powierzchniowego od logarytmu stężenia molowego.

Wykres 2.Zależność napięcia powierzchniowego od stężenia molowego.

y= 0,000069x²-0,003587x+0,070002

Pochodna z tego równania wynosi: y' = 0,000138x - 0,003587

Nadmiar powierzchniowy:

gdzie:

Г- nadmiar powierzchniowy, czyli ilość substancji zaadsorbowanej z roztworu, przypadającej na jednostkę powierzchni

c - stężenie molowe roztworu

R - stała gazowa, równa 8,314 J* mol^-1*K^-1

T - temperatura (tu 294K)

- pochodna wyrażająca zmianę napięcia powierzchniowego wywołaną zmianą stężenia roztworu, w warunkach izotermicznych i przy zachowaniu stałej powierzchni S granicy faz; pochodna ta jest miarą aktywności powierzchniowej substancji w roztworze.

Tabela nr 5. Obliczenia nadmiaru powierzchniowego Nr zlewki Stężenie molowe cm y' Г Г^-1 [mol/dm^3] [mol/dm^3] [dm^3/mol] 1 24,67 -0,00018308 0,0000018474 541288,3721 2 21,40 -0,00063383 0,0000055490 180212,0735 3 19,64 -0,00087606 0,0000070406 142033,365 4 15,80 -0,00140652 0,0000090919 109988,1902 5 13,81 -0,00168137 0,0000094986 105279,149 6 9,81 -0,00223336 0,0000089623 111579,0559 7 5,80 -0,00278618 0,0000066145 151182,0348 8 3,84 -0,00305667 0,0000048056 208088,6588 9 0,00 -0,003587 0,0000000000

6.Obliczenie parachory:

gdzie:

M - masa molowa [g/mol]

σ - napięcie powierzchniowe [N/m]

d_c - gęstość badanego roztworu [g/dm³]

wartość parachory P [N*cm³ *m^-1*mol^-1]

Obliczenia prowadzone dla roztworu 100% metanolu

P= 15,503549

• Wartość tablicowa: P=16,5281

5

d_wody - gęstość wody = 0,998 g/cm³

m_wody - masa wody [g]

d_c - gęstość cieczy [g/cm³]

m_c - masa cieczy [g] = m_pc - m_p (dane w tabeli)

V_c - objętość cieczy [cm³]

---