Описание установки
Схема прибора изображена на рис3. Вода из сосуда А отдельными каплями попадает в сосуд В, что приводит к повышению в нем давления на величину DР, которое можно измерить микроманометром М по длине столба жидкости (l) в его наклонной трубке.
Исследуемая жидкость налита в сосуд Т. В сосуд введена капиллярная трубка К, которая соединяется с сосудом Т и микроманометром М. Нижний конец капилляра помещается в исследуемую жидкость так, чтобы он только соприкасался с ее поверхностью.
При определенном давлении DРmax из нижнего конца капиллярной трубки отделяется пузырек воздуха. В момент отрыва пузырька выполняется равенство):
,
(1)
из которого определяют коэффициент поверхностного натяжения жидкости (s).
Рис.3
В данной работе используется относительный метод измерения коэффициента поверхностного натяжения, в котором сравниваются давления в пузырьках выдуваемых в исследуемой и эталонной жидкостях. Легко показать, что в этом случае коэффициент поверхностного натяжения исследуемой жидкости можно найти по формуле:
sх=sоlx/lo, (2)
где sх - коэффициент поверхностного натяжения (к.п.н.) исследуемой жидкости;
sо - к.п.н. эталонной жидкости;
lx, lo -соответственно, длина столба жидкости в наклонной трубке микроманометра в момент отрыва пузырька в исследуемой и эталонной жидкостях.
Учебные задачи
Приборы и принадлежности: экспериментальная установка Ребиндера, сосуд с дистиллированной водой и растворами известной концентрации. Раствор неизвестной концентрации..
Задание 1. Измерить коэффициент поверхностного натяжения растворов различной концентрации.
Ознакомьтесь с устройством установки и назначением каждого ее узла, изучите принцип ее работы.
Установите основание микроманометра соответствующими винтами в горизонтальное положение.
В сосуд А налейте дистиллированной воды, опустите капиллярную трубку К до соприкосновения конца капилляра с поверхностью жидкости.
Медленно открывая кран Кр, добейтесь отрывания пузырьков воздуха через каждые 10-15 секунд. После этого приступайте к измерениям.
Измерьте 5 раз длину столба жидкости в момент отрыва пузырька воздуха. Данные записать в таблицу 1.
Закройте кран К. Поднимите трубку Т и удалите из капилляра жидкость, коснувшись краев его отверстия полоской фильтровальной бумаги.
Подобные измерения и действия выполните с каждым раствором.
Вычислите среднее значение l для воды и исследуемых растворов, данные занесите в таблицу1.
Вычислите к.п.н. каждого раствора по формуле:
,где sо - к.п.н. дистиллированной воды при данной температуре (температуру определить по термометру, висящему в лаборатории и для этой температуры по таблице данной в приложении найти (s0) ).
Таблица 1
|
№ |
0% |
3% |
6% |
9% |
12% |
15% |
х% |
|
|
lo,(мм) |
l3 |
l6 |
l9 |
l12 |
l15 |
lx |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s,Н\м |
|
|
|
|
|
|
|
10.Построить график зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации (s=f(C%) при Т=const) и определить концентрацию неизвестного раствора.
11.Вычислить относительную и абсолютную погрешности измерения К.П.Н. для данного раствора, используя формулу:
Сделать вывод в котором указать:
1.Как коррелируют полученные Вами данные с табличными
2.Как и почему будет зависеть коэффициент поверхностного натяжения от температуры.