Доклад : Определение поверхностного натяжения методом счета капель 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Наука и техника


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 ( ) и радиусу пипетки (R) , т.е.

m=2 R /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=F2 R /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/2  стF, где

(3)

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.novedu.ru/

Похожие работы:

  • Поверхностное натяжение

    Реферат >> Физика
    ... поверхностное натяжение чистой воды больше поверхностного натяжения раствора мыла- или эфира. Метод капель ... Кроме элементарных методов определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, которые ... поверхностного натяжения и они образуются за счет ...
  • Методы исследования рыбы

    Учебное пособие >> Промышленность, производство
    ... определениями не должно превышать 0,3%. 2.3 Методы определения азота Существующие методы определения ... достигается за счет рационального ... прибавления 1...2 капель раствора метилового ... плотность, вязкость, поверхностное натяжение; – методы разделения (экстракция ...
  • Методы обессоливания нефти и нефтяного

    Реферат >> Химия
    ... поверхностное натяжение, а следовательно уменьшают свободную энергию системы и повышают ее устойчивость. Оригинальный метод ... капель из эмульсий связано с их перемещением в нефтяной среде, обладающий определенной ... вода, образующаяся за счет конденсации пара, ...
  • Методы анализа лекарственных препаратов

    Дипломная работа >> Медицина, здоровье
    ... поверхностного натяжения неводных растворителей размеры капель титрованных растворов меньше капель ... область титриметрии за счет применения различных неустойчивых ... разработки других методов определения пирогенности. Наряду с определением пирогенности на ...
  • Первичная подготовка нефти

    Реферат >> Химия
    ... известно, характеризуется определенным поверх­ностным натяжением, т. ... поверхностное натяжение за счет образования адсорб­ционного слоя. Во-первых, это способствует дроблению капель ... выбросов, г/с Ареал сброса ПДВ Метод ликвидации, обезвреживания, утилизации. ...
  • Измерение динамической вязкости жидкостей и газов

    Лабораторная работа >> Физика
    ... коэффициент поверхностного натяжения. Отсюда имеем формулу и метод определения коэффициента поверхностного натяжения: σ = mg/2πr (10) Суть метода сводится ... установка для измерения коэффициента поверхностного натяжения методом капель состоит из основания, на ...
  • Зависимость нефтеотдачи пластов от поверхностных явлений

    Курсовая работа >> Геология
    ... лишь специальными методами воздействия. ... находится в виде капель, рассеянных в водной ... например, нефтеотдача увеличивается с уменьшением поверхностного натяжения α и значения σ соs ... пластов за счет правильного ... Теперь для определения нефтеотдачи по периодам ...
  • Химические методы увеличения продуктивности скважин в ОАО "ТНК-Нижневартовск"

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... газа за счет разности поверхностных натяжений воды ... поверхностного натяжения на границе с нефтью. Остаточная нефть в виде пленки и капель ... 3.5 Анализ химических методов увеличения производительности скважин ... индикаторов для определения наличия напряжения ...
  • Концепции современного естествознания

    Контрольная работа >> Биология
    ... механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа ... новой фазы: капель жидкости при конденсации ... . За счет полученной тепловой ... методологии - экспериментальные методы исследования типичных ситуаций ...
  • Нефть: происхождение, состав, методы и способы переработки

    Реферат >> Технология
    ... виде мельчайших капель. Существуют два ... предшествуют понижение поверхностного натяжения на границе ... сочетании с химическим методом этот метод имеет наибольшее распространение ... нагревают до определенной температуры и отбирают ... флегмы за счет прохождения под ...