3. Обработка экспериментальных данных

3.1. На основании данных, представленных в табл.2, строится изотерма поверхностного натяжения в координатах σ=f(c) для каждого из исследуемых растворов бутилового спирта.

1)	(С0/32)	С=20 моль/м3	ΔPmax=122-36=86мм	Дж/м2
2)	(С0/16)	С=40 моль/м3	ΔPmax=116-36=80мм	Дж/м2
3)	(С0/8)	С=80 моль/м3	ΔPmax=109-36=73мм	Дж/м2
4)	(С0/4)	С=160 моль/м3	ΔPmax=99-36=63мм	Дж/м2
5)	(С0/2)	С=320 моль/м3	ΔPmax=88-36=52мм	Дж/м2
6)	(С0)	С=640 моль/м3	ΔPmax=77-36=41мм	Дж/м2

3.2. Методом графического дифференцирования определяется величина адсорбции Г (не менее 8 значений). Для более точного построения касательных использовалось прямоугольное зеркало. Зеркало располагалось к выбранной на кривой точке перпендикулярно плоскости рисунка и таким образом, чтобы отражение в зеркале являлось продолжением кривой без излома. По ребру зеркала проводят линию, перпендикуляр к этой линии является касательной к данной точке.

, моль/м2	С=15 моль/м3
, моль/м2	С=40 моль/м3
, моль/м2	С=80 моль/м3
, моль/м2	С=110 моль/м3
, моль/м2	С=160 моль/м3
, моль/м2	С=210 моль/м3
, моль/м2	С=325 моль/м3
, моль/м2	С=470 моль/м3

По касательной, проведенной в точке с→0, определяется поверхностная активность g каждого из исследуемых спиртов, делается сравнительный анализ.

, м2/м3	С=15 моль/м3
, м2/м3	С=40 моль/м3
, м2/м3	С=80 моль/м3
, м2/м3	С=110 моль/м3
, м2/м3	С=160 моль/м3
, м2/м3	С=210 моль/м3
, м2/м3	С=325 моль/м3
, м2/м3	С=470 моль/м3

Расчетные данные представлены в виде табл.3.

Таблица 3.

Адсорбция исследуемых растворов изоамилового спирта, t ^oC

Система	с, моль/м3	Г∙106, моль/м2	с/Г∙10-6, м-1	g, Дж∙м/моль
1	15	1,685	8,902	1,068∙10-3
2	40	2,664	15,015
3	80	3,485	22,956
4	110	4,105	26,797
5	160	5,131	31,183
6	210	4,926	45,631
7	325	5,131	63,340
8	470	5,131	91,6

3.3. На основании данных, представленных в табл.3, строится изотерма адсорбции для каждого исследуемого раствора изоамилового спирта в координатах Г=f(c) и линейная зависимость в координатах с/Г=f(c). По линейной зависимости определяется Г_∞(см. рис.6, уравнение (2.11)), а также рассчитывается эмпирическая константа А.

,

,

3.4. Данные табл. 2 представляются в виде табл.4.

Таблица 4.

Адсорбция исследуемых растворов бутилового спирта, t ^oC

Система	с, моль/м3	lnc2	σ∙103, Дж/м2	Δσ= (σ(H2O)-σ)∙103, Дж/м2
Раствор 1	20	2,996	67,95	4,72
Раствор 2	40	3,689	63,1	9,57
Раствор 3	80	4,382	57,56	15,11
Раствор 4	160	5,075	49,56	23,11
Раствор 5	320	5,768	40,77	31,9
Раствор 6	640	6,461	31,97	40,7

1)	моль/м2	lnc2 =2,996
2)	моль/м2	lnc2 =3,689
3)	моль/м2	lnc2 =4,382
4)	моль/м2	lnc2 =5,075
5)	моль/м2	lnc2 =5,768
6)	моль/м2	lnc2 =6,461

так как Г₂ не зависит от концентрации, т.е. является постоянной величиной, то выносим ее за знак интеграла.

При проведении расчетов сначала находим значение левой части уравнения, а затем правой. Так как ln 1 = 0, то в итоге расчет Г₂ ведем по формуле:

.

Из графика «3.1’ - Изотерма поверхностного натяжения бутилового спирта (вырезка)» находим, что при с=1моль/м³ σ=71,9∙10^-3Дж/м².

1)		lnc2 =2,996
2)		lnc2 =3,689
3)		lnc2 =4,382
4)		lnc2 =5,075
5)		lnc2 =5,768
6)		lnc2 =6,461

На основании этого строим график в координатах σ/RT=f(lnc).

1)	Δσ=(72,67-67,95)∙10-3=4,72∙10-3 Дж/м2	С=20 моль/м3
2)	Δσ=(72,67-63,1)∙10-3=9,57∙10-3 Дж/м2	С=40 моль/м3
3)	Δσ=(72,67-57,56)∙10-3=15,11∙10-3 Дж/м2	С=80 моль/м3
4)	Δσ=(72,67-49,56)∙10-3=23,11∙10-3 Дж/м2	С=160 моль/м3
5)	Δσ=(72,67-40,77)∙10-3=31,9∙10-3 Дж/м2	С=320 моль/м3
6)	Δσ=(72,67-31,97)∙10-3=40,7∙10-3 Дж/м2	С=640 моль/м3

3.5. На основании данных табл.4 строится графическая зависимость в координатах Δσ=f(lnc) и находятся эмпирические константы уравнения Шишковского. По значению величины b в соответствии с уравнением (2.16) рассчитывается Г_∞. Значения констант и предельной адсорбции ПАВ соотносятся с результатами п.3.3.

3.6. По среднему значению предельной адсорбции Г∞, определенной в п.3.3 и п.3.5, рассчитываются в соответствии с формулами (2.19), (2.20) геометрические параметры s₀ и δ молекул ПАВ гомологического ряда.

3.7. По значениям поверхностной активности g можем провести анализ поверхностно-активных свойств гомологического ряда спиртов, используя данные подгрупп:

Бутиловый спирт g(2) = 1,068∙10^-3 Дж∙м/моль