Обработка результатов эксперимента.

По уравнению (5) рассчитывают молекулярную массу вещества. Узнав у преподавателя (или лаборанта), какое вещество было дано,

находят абсолютную и относительную ошибку эксперимента.

Вопросы к защите работы.

1.Когда замерзает жидкость? Объяснить физический смысл Тзам.

2.Какова связь Тзам с концентрацией?

3.Как рассчитать моляльную концентрацию раствора?

4.Каков физический смысл криоскопической постоянной?

5.Как экспериментально определяется температура замерзания воды и раствора?

6.Что собой представляет термометр Бекмана?

7.Какова роль хлорида натрия в охлаждающей смеси?

8.Определение молекулярной массы растворенного вещества. Что такое криоскопия?

Программа коллоквиума

1.Общая характеристика растворов. Концентрация растворов: молярная, моляльная, мольная доля, массовая доля.

2.Понижение упругости пара над раствором. Закон Рауля.

3.Диаграмма состояния воды. Температура замерзания воды и раствора.

4.Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов.

5.Определение молекулярной массы растворенного вещества (криоскопия и эбулиоскопия).

6.Физический смысл криоскопической и эбулиоскопической постоянных.

Литература

1.Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия. М., ГЭОТАР-

МЕД, 2001г., с.78-90.

2.Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М., Высшая школа, 1988г., с.165-183.

3.Киреев В.А. Краткий курс физической химии. М., «Химия», 1969г.,

с.295-315.

24

Лабораторная работа №3.2

Вязкость жидкостей

Жидкости характеризуются наличием значительных сил взаимного притяжения молекул. Сопротивление, испытываемое жидкостью при движении одних слоев ее по отношению к другим, называется внутренним трением или динамической вязкостью жидкости.

Вязкость низкомолекулярных жидкостей подчиняется основным законам вязкого течения Ньютона и Пуазейля.

Из уравнения Ньютона следует размерность вязкости:

где F – сила трения, равная по величине и обратная по направлению внешней силе, приводящей жидкость в движение;

η - коэффициент вязкости или просто вязкость; s – площадь контакта движущихся слоев;

0,1 н сек/м2 – 1 П (пуаз) = 100 сП (сантипуаз).

Вязкость растворов высокомолекулярных соединений (ВМС) значительно выше, чем растворов низкомолекулярных веществ. Это связано с образованием в растворе длинными молекулами ВМС сетчатой структуры. Обладая дополнительной ″структурной″ вязкостью, растворы ВМС не подчиняются законам Ньютона и Пуазейля.

Вязкость жидкостей зависит от температуры, изменяясь по экспоненциальному закону:

где А – предэкспоненциальный множитель; Е – энергия активации вязкого течения, Дж/моль;

R– универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль град);

Т– температура (К).

Влогарифмическом виде - это уравнение прямой линии:

25

Цель работы. Экспериментальное определение вязкости растворов глицерина (С3Н8О3) в зависимости от концентрации .

Оборудование.

1.Капиллярный вискозиметр Оствальда.

2.Секундомер.

Реактивы.

1.Дистиллированная вода.

2.Этиловый спирт.

3.Вата.

4.Раствор глицерина в воде (10%,20%,30%,40%,50%).

Суть работы. Приборы, служащие для измерения вязкости, называются вискозиметрами. Распространены капиллярные вискозиметры, работа которых основывается на использовании уравнения Пуазейля:

Обычно вязкость определяют по отношению к воде, причем при одинаковой высоте столба жидкости в капилляре давление Р можно заменить плотностью жидкости ρ , тогда:

где η, Р, τ, ρ - соответствуют исследуемой жидкости; η0, Р0, τ0, ρ0 – то же для воды.

26

Можно считать, что при комнатной температуре η0 = 1сП, а ρ0 = 1г/см3 , тогда

Выполнение работы и обработка результатов. Определение вязко-

сти производится по отношению к воде в капиллярном вискозиметре, представляющем собой -образную трубку с шариками (1,2,3), двумя метками (4, 5) и капилляром (6).

Рис.3. Капиллярный вискозиметр Оствальда

1. Зависимость вязкости растворов глицерина от концентрации

Через трубку В залить в вискозиметр дистиллированную воду до середины шарика 3. Затем через резиновую трубку (предварительно продезинфицировав ее) затянуть воду в трубку А так, чтобы уровень воды оказался выше верхней метки (примерно до середины шарика 1). Когда вода будет возвращаться в исходное положение и достигнет верхней метки (4), включить секундомер, когда достигнет нижней метки (5) – выключить. Время истечения τ0 записать. Опыт повторить и вывести среднее значение.

Аналогичным способом определить время истечения через капилляр имеющихся растворов глицерина, начиная с меньших концентраций.

Данные занести в табл. 1.

Вычислить вязкость по уравнению (11) и начертить график

η = ƒ(с).

27