wymagania1 bmp

■ 2.} txx\-e^'9- R-., A--,

7. Na manometrze z pochylonym ramieniem (4P) odczytać największą wartość ciśnienia, jakie występuje tuż przed oderwaniem się pęcherzyka powietrza od wylotu kapilary. Odczyt powtórzyć 5-krotnie.

8. Jeżeli przed zakończeniem pomiaru zajdzie konieczność zassania wody z naczynia dolnego do górnego, należy pod ciśnieniem wyjąć kapilarę z naczynia pomiarowego i wytrzeć bibułą; unika się w ten sposób mycia i suszenia kapilary. Po zassaniu wody do naczynia górnego kapilarę umieszcza się w naczyniu pomiarowym nad cieczą, odpowiednio łączy się ze śrubą mikrometryczną i kontynuuje oznaczanie, postępując analogicznie jak w punktach 2, 4, 6 i 7.

Uwaga. W przypadku zmiany temperatury układu pomiarowego postępować zgodnie z opisem w punkcie 8.

Opracowanie wyników

1. Obliczyć napięcie powierzchniowe ze wzoru (2.24) (wykorzystać wartości gęstości wyznaczone w ćwiczeniu J—2 lub literaturowe). Promień kapilary należy wyznaczyć z pomiaru porównawczego dla wody, jeżeli nie został podany.

2. Obliczyć molowe napięcie powierzchniowe badanej cieczy. Wykonać wykres a_m - f{T) i wyznaczyć stałą k (wzór (2.20)).

3. Obliczyć parachorę badanej cieczy w temperaturach pomiaru (wzór (2.22b)) i porównać z wartością obliczoną z udziałem atomów i wiązań.

Ćwiczenie P-l

Fizykochemiczna charakterystyka substancji czystych. Część /

Niektóre wielkości fizykochemiczne (np. objętość molowa, refrakcja molowa, parachora) wykazują w dobrym przybliżeniu addytywność, tzn. ich wartość dla związku chemicznego o określonej strukturze można obliczyć, sumując udziały wnoszone przez atomy (lub grupy atomów) i wiązania w cząsteczce tego związku. Metoda ta — metoda udziałów grupowych — może być więc użyta do obliczenia wartości danej wielkości fizykochemicznej dla związku o znanej strukturze, bez potrzeby wykonywania pomiarów.

Należy podkreślić, że do wyników obliczeń opartych na zasadzie addytyw-ności trzeba podchodzić z dużą ostrożnością. Wartości udziałów atomowych podawane w literaturze w niektórych przypadkach różnią się znacznie między sobą. Wynika to z faktu, że wartości te są obliczane na podstawie pomiarów danej wielkości dla pewnej grupy związków o podobnej strukturze, np. dla danego szeregu homologicznego, i tylko dla tej grupy związków mogą być użyte do obliczeń, dając wyniki obarczone niewielkim błędem. Stosowanie tablic wartości atomowych do wyznaczania danej wielkości dla dowolnego związku może być wykorzystane tylko do oszacowań, ponieważ w takim przypadku błąd może być znaczny.

Wielkości takie, jak gęstość czy napięcie powierzchniowe cieczy mogą być również oszacowane na podstawie równań wywodzących się z zasady stanów odpowiadających sobie [8], Jej podstawą jest stwierdzenie, że właściwości substancji zależne od oddziaływań międzycząsteczkowych są dla różnych związków w taki sam sposób zależne od parametrów zredukowanych (p_r - plp_t, V_{m r} = VJV_{m k}, T_r = T/T_k, gdzie indeks k oznacza parametry krytyczne). Zaletą tych relacji jest możliwość przewidywania właściwości w szerokim zakresie temperatury, zaś utrudnieniem — konieczność posiadania dodatkowych informacji dotyczących parametrów krytycznych j prężności pary. Podkreślenia wymaga fakt, iż występowanie silnych oddziaływań specyficznych, szczególnie wiązań wodorowych, utrudnia (bądź uniemożliwia) stosowanie równań opartych na obu zasadach i prowadzi do dużych różnic między wartością zmierzoną a obliczoną.

Wyczerpujące, krytyczne omówienie metod estymacji zawarte jest w monografii Reida, Prausnitza i Sherwooda [9].

Zależnie od doboru substancji badanych w ćwiczeniach J-l, J-2, J-3 możliwe jest przeanalizowanie takich zagadnień, jak:

1) wpływ asocjacji w fazie ciekłej i gazowej na właściwości fizykochemiczne badanych szeregów homologicznych. Pożądane jest takie dobranie związków, aby można było porównać właściwości par izomerów, z których jeden może utworzyć wiązanie wodorowe, a drugi nie (np. kwas propiono-wy-octan metylu, 1 -butanol-eter etylowy itp.). Zagadnienie wykorzystania pomiarów refraktometrycznych do takich badań omówiono w [3];

2) wpływ długości i kształtu łańcucha węglowego na właściwości fizykochemiczne badanych węglowodorów alifatycznych, łańcuchowych i cyklicznych. Interesujące jest sprawdzenie, czy i w jakich przypadkach przedłużenie łańcucha węglowego o grupę CH₂ wnosi stały udział do wartości danej wielkości fizykochemicznej oraz jak wpływa rozgałęzienie łańcucha oraz jego zamknięcie na wartości poszczególnych wielkości;

3) sprawdzenie przydatności wybranych relacji do przewidywania wartości gęstości, napięcia powierzchniowego i współczynnika światła czystych cieczy.

2.4. Lepkość

2.4.1. Pojęcia podstawowe

Lepkość jest wielkością charakteryzującą płyny (tzn. ciecze i gazy), związane z procesami dynamicznymi (np. przepływ przez przewody, wypływ z naczynia, ruch ciał stałych w płynach itp.). Przed przystąpieniem do szczegółowego omówienia lepkości gazów i cieczy należy podać ogólną definicję tej wielkości, rozpatrując w tym celu przesuwanie się względem siebie dwóch