Лабораторная работа №12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ ФАЗ МЕТОДОМ ПЛАСТИНЫ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение поверхностного натяжения на границе жидкость – воздух методом пластины. Ознакомление с работой прибора.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Между молекулами жидкости и другой жидкости или газа, нерастворимых в первой жидко­сти, имеется взаимодействие, в результате чего образуется межфазная граница раздела. Для изменения формы этой межфазной границы раздела или поверхности нужно затратить опре­деленную энергию. Работа, требуемая для изменения формы этой поверхности, называется межфазным или поверхностным натяжением.

Прибор К11 определяет поверхностное или межфазное натяжение с помощью оптимально смачиваемого зонда, подвешенного к точным весам. Для контакта измеряемой жидкости с зондом используется перемещаемый по высоте держатель сосуда пробы. При касании зонда с жидкостью возникает сила, действующая на весы. При известной длине зонда (окружность кольца или длина пластины) по измеренному значению силы можно вычислить поверхност­ное или межфазное натяжение. Еще одним требованием к зонду является его высокая по­верхностная энергия. Поэтому в качестве материала кольца используется сплав платины с иридием, а для пластины - платина.

В методе пластины жидкость поднимают до регистрации контакта пластины с поверхностью или межфазной границей (рис.5.2.5). Натяжение вычисляется по формуле:

(8)

( - поверхностное или межфазное натяжение; - максимальная сила; - вес объема поднятой жидкости; - смоченная длина; - контактный угол).

Пластина изготовляется из платины и оптимально смачивается так, что контактный угол практически равен нулю. В этом случае равен примерно 1, и нужно учитывать только измеренную силу и смоченную длину.

Для метода пластины не требуется вычисление поправки.

Рис.5.2.5. Схема определения поверхностного натяжения методом пластины

(liquid - жидкость; plate - пластина; gas phase - газовая фаза; plate made of roughened Pt -пластина, сделанная из платины с шероховатой поверхностью; force, mN - сила, мН; wetted lengh - смоченная длина.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Измерение начинается из основного меню метода пластины нажатием кнопки ENT. В качестве метода измерений должен быть выбран SFT (измерение поверхностного натяжения).

После каждого действия вручную в измерительной камере надо быть абсолютно уверенным, что жидкость (жидкости) и зонд не двигаются. Дверцу измерительной камеры нужно закрывать после каждого действия.

2. Ввести пробу и ее название.

3. Ввести имя пользователя.

4. Подвесить зонд на крюк. Тарирование зонда над поверхностью жидкости.

5. Установить зонд как можно ближе к поверхности жидкости. Появляется надпись Searching (поиск). Поиск поверхности: жидкость движется вверх до регистрации «подскока» зонда. Записывается высота поверхности.

6. Появление надписи Immersing (погружение) означает погружение зонда на заданную глубину. Возвращение на найденную высоту поверхности.

7. Появление надписи Measuring (измерение) – запись измеренных значений.

8. Надпись Finished (закончено) свидетельствует, что измерение закончено.

Полученные данные используются для отображения среднего значения поверхностного натяжения, стандартного отклонения и температуры.