1.2. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка по определению поверхностного натяжения на границе раздела фаз нефть - дистиллированная вода представлена на рис. 1.1. Главным элементом установки является прибор сталагмометр. Основной частью прибора является микрометр 1, обеспечивающий фиксированное перемещение поршня 3 в цилиндрическом корпусе медицинского шприца 4. Шток поршня 3 соединен с пружиной 2, благодаря чему исключается его самопроизвольное перемещение. Микрометр со шприцом укреплены с помощью скобы 14 и втулки 13, которая может свободно передвигаться по стойке штатива 11 и фиксироваться на любой ее высоте винтом 12. На наконечник шприца надета игла 10, которая плотно входит в капилляр 9. При вращении микровинта 1, пружина 2, сжимаясь, давит на шток поршня 3, который. перемещаясь в корпусе шприца, заполненного исследуемой Жидкостью, выдавливает ее из кончика капилляра 9 в виде капли 6 в другую жидкость 8. При достижении критического объема капли отрываются, всплывают и образуют слой 5.
Рис 1.1.
Установка по определению поверхностного натяжения
1 – Микрометр, 2 – Пружина, 3 – Поршень, 4 – Шприц, 5 – Слой нефти, 6 – Капля нефти, 7 – Прозрачная емкость, 8 – Вода, 9 – Капилляр, 10 – Игла, 11 – Стойка штатива, 12 – Винт, 13 – Втулка, 14 – Скоба.
1.3. Порядок проведения лабораторной работы
При определении величины межфазного натяжения двух соприкасающихся жидкостей на сталагмометре необходимо произвести Тарировку прибора, т.е. установить постоянную капилляра К. Для этого шприц заполняется октаном и закрепляется с помощью скобы 14 на штативе. В стаканчик 7 до метки наливается дистиллированная вода и в нее помещается загнутый капилляр, который с помощью медицинской иглы 10 надевается на шприц 4. При выполнении работы следует бережно обращаться с капилляром и медицинским шприцом. Поверхность капилляра должна быть обезжирена хромовой смесью (концентрированная серная кислота + двухромовокислый калий). Пользуясь хромовой смесью, избегать попадания ее на кожу и одежду (при ожогах хромовой смесью необходимо пострадавшее место обильно промыть проточной водой, а затем раствором питьевой соды). Записывается число делений лимба микровинта 1 и включается в сеть электродвигатель, который приводит во вращение микровинт, сообщающий поршню шприца поступательное движение.
К прибору подведен электрический ток. Для предотвращения поражения электрическим током при нарушении изоляции проводов прибор должен быть заземлен. Поршень начинает медленно перемешаться, вытесняя октан из капилляра и образуя при этом на кончике капилляра каплю, которая при достижении критического объема отрывается и всплывает на поверхность воды. В момент отрыва капли необходимо отключить электродвигатель от электросети и записать число делений лимба микрометра, Определяется объем выдавленной капли в делениях лимба микрометра. Проводится 10 подобных замеров и берется среднее значение объема капли V. Затем определяется плотность октана пикнометрическим методом. Для этого на аналитических весах взвешивается пустой пикнометр, а затем с дистиллированной водой и октаном.
После определения постоянной капилляра шприц 4 заполняется нефтью и определяется объем выдавливаемой капли нефти в дистиллированную воду и водный раствор ПАВ. По известным значениям постоянной капилляра К, объему выдавленной капли V, плотности воды, раствора ПАВ и нефти (ρв, ρпав , ρн) рассчитывается значение поверхностного натяжения на границе нефть - дистиллированная вода, нефть - водный раствор ПАВ.