Виконання роботи

Мета роботи: освоїти седиментаційний аналіз дисперсних систем, отримати криву седиментації. Визначити кількість фракцій суспензії, розміри частинок фракцій.

Спостереження за ходом седиментації ведуть за допомогою торзійних терезів (рис. 9). Перед початком експерименту проводять установлення приладу. Для цього наливають у склянку до мітки воду і занурюють у воду шальку 2, підвішену на коромислі 3 терезів, слідкуючи за тим, щоб шалька не доторкалась до стінок склянки. Відмічають рівень води в склянці і вимірюють глибину Н (м) занурення шальки у воду. Відкривають аретир 4 і повертанням важеля 5 встановлюють покажчик рівноваги 6 в нульове положення; вагу показує стрілка терезів 7. Записують масу шальки (Q₀). Воду зі склянки виливають. Колбу з суспензією закривають пробкою і енергійно збовтують.

Підвішують шальку на коромисло терезів і занурюють її в порожню склянку. Наливають в склянку добре перемішану суспензію до того ж рівня, до якого була налита вода, вмикають секундомір. Негайно проводять перше зважування, записують покази терезів і час. Далі зважування проводять через інтервали часу, які спочатку дорівнюють 15…20 с, а потім збільшуються в міру зменшення швидкості накопичення осаду.

Вимірювання проводять до того часу, поки суспензія повністю не освітлиться або покази терезів не будуть змінюватися протягом 5…7 хв.

За результатами експерименту будують седиментаційну криву . За формулою (4.2) розраховують константуК. Обчислюють радіуси r_max і r_min (4.3). Після узгодження з викладачем на седиментаційній кривій вибирають 5 точок і обробляють криву методом побудови дотичних. Дані розрахунків зводять у таблицю 4.1. Визначають масу окремих фракцій Q_і і розраховують масову частку q_і. Знаходять еквівалентні радіуси частинок r_і.

Таблиця 4.1 - Результати седиментаційного аналізу.

Номер фракції	Q, мг	q, %	U,	r, м	Δr, м
1 . . 6					rmax – r1 r5 - rmin

Будують графік .

Величини К = ; r_max = м; r_min = м.

ЛІТЕРАТУРА: 3, с.73 – 80; 5, с. 110 – 118.

5. Електропровідність

Електропровідністю називається здатність системи проводити електричний струм. Розчини електролітів є провідниками другого роду, в яких електричний струм переноситься іонами.

Опір будь-якого провідника прямо пропорційний його довжині l та обернено пропорційний площі перерізу S:

,

(5.1)

де - питомий опір (опір приl = 1 та S = 1) з розмірністю Омм.

Опір розчинів електролітів описується рівнянням:

,

(5.2)

де - питома електропровідність, яка характеризує електричну провідність об’єму розчину, що розміщений між двома паралельними електродами одиничної площі, розташованими на одиничній відстані один від одного. Розмірністьв системі СДС –, в системі СІ -. Щоб перевести питому електропровідність з СДС у СІ, потрібно помножити її на 10².

З рівняння (5.2) випливає, що

,

(5.3)

де - константа комірки для вимірювання електропровідності, яка розраховується за рівнянням (5.3) після вимірювання опору комірки з розчином, для якого відомо.

Молярна (еквівалентна) електропровідність - це провідність об’єму розчину, що містить 1 моль (1 моль - екв.) розчиненої речовини і знаходиться між двома паралельними електродами, розташованими на одиничній відстані один від одного:

,

(5.4)

де - розведення розчину (величина, обернена концентрації), що дорівнює об’єму розчину, в якому міститься 1 моль (1 моль - екв.) електроліту. Якщо концентраціяС виражена в , то

, .

(5.5)

В одиницях СІ концентрація виражається в , тоді

, .

(5.6)

Для 1-1 електролітів (однозарядний катіон і однозарядний аніон) молярна та еквівалентна електропровідності однакові. Із співвідношень (5.5) та (5.6) випливає, що .

Молярна (еквівалентна) електропровідність при розведенні розчину (тобто при зменшенні його концентрації) збільшується до певної межі , яка називається граничною молярною електропровідністю і відповідає повній дисоціації електроліту та відсутності міжіонної взаємодії. Дляпритаманна адитивність. За законом Кольрауша молярна (еквівалентна) електропровідність при нескінченному розведенні дорівнює сумі граничних іонних електропровідностей (рухливостей):

,

(5.7)

де - граничні іонні електропровідності катіона та аніона в нескінченно розведеному розчині; це сталі величини при даній температурі.

Таблиця 5.1 – Граничні іонні електропровідності при t = 25⁰С, .

Катіон		Аніон
Н+	349,8	ОН -	198,3
Nа+	50,1	Сl -	76,3
К+	73,5	NО3 -	71,4
Аg+	61,9	СН3СОО -	40,9
NН4+	73,5	НСОО -	54,6

Для розчину сильного електроліту певної концентрації

,

(5.8)

де - коефіцієнт електропровідності, який враховує взаємодію між іонами в розчині.

В розчинах слабких електролітів, де кількість іонів мала, . В цьому випадку відношення молярної (еквівалентної) електропровідності до електропровідності при нескінченному розведенні дорівнює ступеню дисоціації електроліту в розчині:

,

(5.9)

де  - відношення кількості молекул, що розклалися на іони, до початкової кількості молекул у розчині.

Якщо відома концентрація розчину слабкого електроліту та ступінь його дисоціації, можна визначити константу дисоціації слабкого електроліту К_д (закон розведення Оствальда). Для 1 – 1 електролітів

, або.

(5.10)