Содержание работы.

1. Исследовать зависимость поверхностного натяжения на границе водный раствор – воздух от концентрации поверхностно – активного вещества (ПАВ) для трёх серий растворов. Построить изотермы поверхностных натяжений σ = ƒ(C_ПАВ).

2. Проверить выполнение правила Дюкло – Траубе.

3. Построить изотерму адсорбции Г = ƒ(C_ПАВ) с использованием уравнения Гиббса только для одного ПАВ (по заданию).

4. Построить зависимость С/Г = ƒ(C) и найти величину предельной адсорбции .

5. Рассчитать параметры адсорбционного слоя S₀ и δ (размеры молекул ПАВ) с использованием даных о величине .

Описание лабораторной установки.

Наиболее удобным и универсальным методом измерения поверхностного натяжения является метод наибольшего давления пузырьков, предложенный П. А. Ребиндером. Пузырёк газа в глубине жидкости находится под давлением со стороны жидкости, стремящимся уменьшить его. Это давление определяется формулой Лапса.

,

где r – радиус кривизны; σ – поверхностное натяжение.

Для того чтобы найти σ, нужно измерить . Метод состоит в том, что измеряется давление, требуемое для проскока пузырька из капилляра с радиусом r, опущенного в исследуемую жидкость.

В сосуд 3 заливается дистиллированная вода, примерно на 1/3 высоты так, чтобы стеклянный капилляр 4 только касался поверхности, слегка приподнимая жидкость. Для того чтобы создать разряжение в сосуде (все соединения должны быть герметичными), через кран 5 следует вылить немного воды из делительной воронки 1. При этом увеличивается разность между уровнями жидкости в манометре 2, в результате чего на конце капилляра появляется пузырёк воздуха. В момент проскакивания пузырька воздуха через капилляр происходит изменение давления в системе, которое фиксируется по максимальной разности уровней жидкости в манометре. Изменение проводят не менее трёх раз и берут в расчёт среднее значение.

Скорость проскакивания пузырьков воздуха регулируют краном делительной воронки. Время образования пузырьков воздуха должно быть 10 – 20 секунд. Если при открывании крана вода не течёт, значит в резиновые шланги попала жидкость. Необходимо снять шланги и вылить из них воду. Если по мере истечения воды из воронки не наблюдается проскакивания пузырька через капилляр, необходимо плотнее закрыть пробкой сосуд. Для повышения точности отсчёта разностей уровней используют наклонный манометр.

Внимание! При измерении σ в серии растворов разных концентраций всегда начинают с наиболее разбавленного раствора. Так можно избежать изменения концентрации растворов из – за присутствия остатков растворов больших концентраций. Даже небольшое изменение концентрации раствора может значительно повлиять на величину поверхностного натяжения. Отнесение этой величины к исходной концентрации ПАВ заведомо даёт искажение экспериментальной зависимости σ = ƒ(С).

При замене раствора одного ПАВ на другой необходимо сосуд и капилляр тщательно промыть водой, а в случае необходимости, - хромовой смесью и снова водой. Промывание проводить до тех пор, пока показания на манометре не будут соответствовать показаниям для чистого растворителя – H₂O (h=h₀).

При работе с установкой необходимо выполнять следующие правила:

1) не производить никаких опытов в нечистой посуде, посуду мыть сразу же после опыта;

2) при приготовлении растворов поверхностно – активных веществ пользоваться грушей;

3) осторожно обращаться со стеклянными частями установки для измерения поверхностного натяжения, особенно со стеклянным капилляром прибора Ребиндера.