Бесплатные Рефераты >>> Биология, Химия  



 

 

Определение поверхностного натяжения методом счета капель

 

Определение поверхностного натяжения методом счета капель.

Метод счета капель считается самым простым способом измерения поверхностного натяжения с технической точки зрения. В основе расчетов лежит закон, согласно которому вес капли, отрывающейся от пипетки, пропорционален поверхностному натяжению жидкости ( σ ) и радиусу пипетки (R) , т.е.

m=2π R σ /g , где

(1)

g - ускорение свободного падения;

m - масса капли исследуемой жидкости.

Процесс измерений прост и состоит их двух этапов. На первом этапе определяется радиус пипетки (сталагмометра). Величина радиуса вычисляется по результатам измерения веса капли какой-либо стандартной жидкости, например, дистиллированной воды. Для измерения радиуса не используются какие-либо дополнительные измерительные инструменты, такие как микрометр, поскольку величина радиуса в формуле (1) лишь приближенно отражает действительные размеры используемой пипетки. (Причины такого положения дел будут пояснены далее.)

Второй этап состоит в том, что из пипетки выдавливается несколько капель исследуемой жидкости в посуду для взвешивания. Первая капля не должна попасть в число взвешиваемых. Далее взвешиванием на весах определяется общий вес капель.

Важным является процесс формирования отдельной капли. Формировать каплю быстро недопустимо, так как результат последующего измерения будет недостоверен из-за того, что сила инерции поступающей жидкости оторвет каплю раньше времени. Медленно же формировать каплю не рационально. Обычно поступают следующим образом: каплю формируют быстро, но на последней стадии формирования (до ее отрыва от пипетки) замедляют процесс. Капля должна оторваться при очень медленном поступлении жидкости.

Систематическая ошибка от использования для расчетов формулы (1) достигает в лучшем случае 2-3%, если для калибровки (определения радиуса) применялась дистиллированная вода, а поверхностное натяжение исследуемой пробы равно 20 дин/см. Это связано с тем, что вышеупомянутая формула не совсем верно отражает существующее положение дел. Лонштейн, а затем Гаркинс и Браунс еще в начале века показали, что лучшими показателями обладает формула:

m=F2π Rσ /g, где

(2)

F - поправка, зависящая от отношения V/R3;

V - объем капли.

Использование этой формулы для расчетов позволяет определять поверхностное натяжение с точноcтью 0,1-0,2%.

В таблице 1 показаны значения поправок F для различных V/R3. Из таблицы следует, что в действительности образуется капля меньшего размера, чем это предсказывает предыдущая формула (1). Таким образом, расчеты радиуса по раствору с известным поверхностным натяжением дают значение на 40% меньше действительного размера пипетки.

Таблица 1.

V/R3

F

V/R3

F

V/R3

F

58,1

0,215

2,3414

0,2635

0,816

0,255

24,6

0,2256

2,0929

0,26452

0,771

0,2534

17,7

0,2305

1,8839

0,26522

0,729

0,2517

13,28

0,23522

1,7062

0,26562

0,692

0,2499

10,29

0,23976

1,5545

0,26566

0,658

0,2482

8,19

0,24398

1,4235

0,26544

0,626

0,2664

6,662

0,24786

1,3096

0,26495

0,597

0,2445

5,522

0,25135

1,2109

0,26407

0,57

0,243

4,653

0,25419

1,124

0,2632

0,541

0,243

3,975

0,25661

1,048

0,261

0,512

0,2441

3,433

0,25874

0,98

0,2602

0,483

0,246

2,995

0,26065

0,912

0,2585

0,455

0,2491

2,637

0,26224

0,865

0,257

0,428

0,2526

 

Расчеты по формуле (2) также предполагают 2 этапа исследований. На первом этапе определяется радиус пипетки по стандартному раствору, а на втором - измерение поверхностного натяжения исследуемой пробы. Расчеты по определению радиуса пипетки усложняется поправкой F, которая зависит от V/R3. Трудность состоит в том, что в формуле (2) радиус фигурирует в 2-х местах. Вычислять его аналитическим путем довольно сложно. В связи с этим лучше знать действительные геометрические размеры пипетки, предварительно измеренные микрометром. Измеренный радиус следует использовать только для вычисления поправки F. Таким образом, радиус по формуле (2) вычисляется довольно просто:

R = mg/2π σстF, где

(3)

σ ст - поверхностное натяжение стандартного раствора.

При вычислениях поверхностного натяжения исследуемого раствора применяется тот же принцип: радиус, измеренный микрометром, применяется только для вычисления поправки.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.himhelp.ru


 


 

Альфа-метилстирол
Содержание 1. Физ. св-ва 2. Строение молекул, анализ распределения электронной плотности, анализ реакционной способности. 3. Химические свойства. ...

Примула (первоцвет весенний, первоцвет лекарственный)
Примула (первоцвет весенний, первоцвет лекарственный) Primula veris L. Название рода от латинского pri-mus — первый, veris — родительный падеж от ver — весна. Народные названия — ключ-трава,...

Амурский тигр
Амурский тигр Panthera tigris altaica Отряд Хищные - Carnivora Семейство Кошачьи - Felidae СТАТУС. Исчезающие виды (I категория) Ареал обитания Редкий, ...

У истоков ботаники
У истоков ботаники П. Кошель В 1907 г. бельгийский драматург, поэт и мыслитель Морис Метерлинк, автор «Синей птицы» (Нобелевская премия 1908 г. по литературе) написал книгу о цветах, названную «Разум цветов». Вот что он...

Латимерия (кистеперая рыба)
Латимерия (кистеперая рыба) Открытие латимерии (Latimeria chalumnae), единственного ныне живущего представителя отряда целакантообразных и надотряда кистеперых рыб, было самым удивительным событием за всю историю...

Сера и окружающая среда
1 33 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «Поморский государственный университет им. М.В. Ломоносова» КОРЯЖЕМСКИЙ ФИЛИАЛ ...

Получение пространственно упорядоченных пироуглеродных структур водородным восстановлением тетрахлорида углерода
Получение пространственно упорядоченных пироуглеродных структур водородным восстановлением тетрахлорида углерода М. В. Воробьева, А. В. Елютин, В. В. Иванов В настоящее время особую актуальность приобретают разработка и...

Генетика
Р.Ш. Шамшутдинов, 10 «б», школа № 10 Доклад на тему: «Генетика» Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей не только биологии, но и всей науки, оказывающей существенное влияние на жизнь и...

Ванадий
Ванадий Ванадий (от имени древне-скандинавской богини красоты Ванадис, Vanadis; лат. Vanadium) V, хим. элемент V гр. периодической системы, ат. н. 23, ат. м. 50,9415. Прир. В. состоит из стабильного изотопа 51V (99,76%) и слабо...

Биология
Билет №11. Назвать и охарактеризовать научные дисциплины, изучающие человека.Анатомия - наука о строении и форме целого организма, систем органов и его отдельных органах. Физиология - наука о жизненных функциях целого...

Дальневосточный (черноклювый) аист
Дальневосточный (черноклювый) аист СТАТУС. Исчезающие виды (I категория) Ареал обитания Находящийся под угрозой исчезновения вид. Внесен в Красную книгу МСОП. Длина крыла 550-690 мм. Леса Дальнего Востока....