5.3. Методика выполнения работы

Исследуются водные растворы поверхностно-активных веществ, используемых в качестве добавок к цементам и бетонам.

Для определения температуры отвердевания воды и раствора применяют прибор криостат, схема которого представлена на рис. 5.1.

В предварительно высушенную и взвешенную с точностью до 0,02 г внутреннюю пробирку криостата налить 30 - 50 г воды и снова взвесить с той же точностью. Определить массу воды по разнице масс пустой и наполненной пробирок. В пробирку с водой поместить термометр Бекмана так, чтобы резервуар с ртутью был полностью погружен в воду.

Затем опустить пробирку с термометром в более широкую внешнюю пробирку и поставить в стакан с охлаждающей смесью, состоящей из смеси мелко раздробленного льда с водой и хлористым натрием (NaCl).

Температуру охлаждающей смеси поддерживать постоянной (на 2 - 3 градуса ниже температуры отвердевания воды) посредством добавления льда и хлористого натрия . Воздушная прослойка между внутренней и внешней пробирками криостата служит для более равномерного охлаждения.

Сначала необходимо определить температуру кристаллизации воды, перемешивая ее во внутренней пробирке с помощью мешалки до появления первых кристалликов (вода мутнеет). Внутреннюю пробирку вынуть и нагреть теплом руки до их исчезновения. Затем пробирку вновь вставить в криостат и начать охлаждение, перемешивая. Процесс перемешивания следует прекратить до момента достижения температуры, за 1 - 2 ^оС меньшей температуры кристаллизации воды и подождать до тех пор, пока вода не переохладится на 0,5 - 1 ^оС ниже температуры кристаллизации, после чего опять начать перемешивание.

В результате выделения скрытой тепловой энергии кристаллизации температура воды начнет подниматься. Максимальную температуру подъема принято считать температурой кристаллизации воды. Для получения достоверных данных опыт следует повторить еще раз и определить среднее значение температуры кристаллизации воды.

Затем в пробирку с водой добавить 2 - 5 % от массы воды исследуемого ПАВ и после его растворения определить температуру кристаллизации водного раствора ПАВ по описанной выше методике. По разности температур кристаллизации воды и водного раствора ПАВ рассчитать молекулярную массу ПАВ по формуле

, а.е.м, (5.2)

где К_к - криоскопическая константа воды;

m₁ - масса воды, кг;

m₂ - масса растворенного ПАВ, кг;

Т_отв- понижение температуры отвердевания раствора ПАВ по сравне-

нию с водой, ^оС.

Для того, чтобы рассчитать молекулярную массу ПАВ в граммах (кг), следует учесть, что 1 атомная единица массы (а.е.м) = 1,66^.10^-27 кг.

5.4. Рабочее задание Подгруппа студентов делится на 2 звена. Каждое звено работает с одним видом добавки пав по указанию преподавателя.

5.5. Оборудование, инструменты и материалы

1. Криостат.

2. Термометр Бекмана.

3. Весы аналитические.

4. Водные растворы ПАВ.

5. Лед.

8. Хлористый натрий.