cw7.doc

Temat: Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą stalagmometryczna.

1. Napięcie powierzchniowe:

Jest to siła wypadkowa, która działa na cząstkę znajdującą się na powierzchni cieczy i jest zwrócona do wnętrza cieczy; nazwa ta dotyczy zjawiska oraz wielkości fizycznej charakteryzującej ciecz; napięcie powierzchniowe jest równe sile przypadającej na jednostkę obwodu cieczy; występuje na powierzchni swobodnej cieczy lub na pograniczu dwu nie mieszających się cieczy.

2. Menisk:

Zjawisko występujące w miejscach zetknięcia ciała stałego i cieczy; w miejscu tym powierzchnia swobodna cieczy ulega zakrzywieniu, tworząc menisk wklęsły, (gdy ciecz zwilża ściankę naczynia) lub wypukły w sytuacji odwrotnej (rtęć w naczyniu ze złota tworzy menisk wklęsły, natomiast w szklanym naczyniu menisk wypukły).

3. Włoskowatość – inaczej kapilarność.

Jest to zdolność do zwilżania lub nie zwilżania ciał stałych przez ciecze. Polega na wznoszeniu się do różnej wysokości w naczyniach i rurkach cieczy znajdującej się w równowadze. Zjawisku temu zawdzięczamy wznoszenie się soków w roślinach czy też wody w glebie.

4. Współczynnik napięcia powierzchniowego:

Stosunek siły napięcia powierzchniowego do długości brzegu powierzchni swobodnej cieczy. Można go również definiować jako stosunek pracy jaką należy wykonać, aby zwiększyć powierzchnię swobodną cieczy do przyrostu tej powierzchni. Możemy go zapisać w jednej z dwóch postaci:

    lub   

W układzie SI napięcie powierzchniowe wyznaczamy w

Dla czystej wody w temperaturze pokojowej napięcie powierzchniowe wynosi 0,075 .

Dla większości innych cieczy napięcie powierzchniowe ma w podobnych warunkach mniejsze wartości.

5. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego:

- tensfometryczna – umożliwia oznaczanie wartości napięcia powierzchniowego przez pomiar siły koniecznej od oderwania od powierzchni cieczy pierścienia wytworzonego z drutu platynowego. Wartość siły „F” powoduje oderwanie pierścienia od powierzchni cieczy.

- pęcherzykowa – pomiar ciśnienia niezbędnego do przerwania błonki powierzchni cieczy przez pęcherzyki powietrza

- statyczna – pomiar wysokości słupa cieczy „h” o promień, ciecz wznosi się po szkle w kierunku przeciwnym do wektora siły ciężkości

- stalagmometryczna – wyznaczanie liczby kropel wypływających z rurki kapilarnej stalagmometru

6. Zasada oznaczania współczynnika napięcia powierzchniowego metodą stalagmometryczną.

Metoda ta polega na wyznaczeniu liczby kropel wypływających z rurki kapilarnej stalagmometru. Narastająca kropla odrywa się w chwili, gdy ciężar jej przewyższa siły napięcia powierzchniowego działające wzdłuż linii zetknięcia się kropli z powierzchnią szkła w chwili, gdy następuje oderwanie się kropli. Jej ciężar wynosi:

Liczbę kropli wypływających ze stalagmometru obliczamy ze wzoru:

gdzie:

V- objętość cieczy,

d – gęstość cieczy,

q – przyspieszenie ziemskie,

W – ciężar jednej kropli.

7. Gęstość względna:

Jest to stosunek gęstości bezwzględnej badanego ciała do gęstości bezwzględnej ciała porównawczego.

8. Gęstość bezwzględna:

Jest to stosunek masy danego ciała do jego objętości. Wyrażamy ją wzorem:

gdzie:

d – gęstość ciała,

m – masa ciała,

V – objetosc ciala.

9. Zasada oznaczania gęstości bezwzględnej metoda piknometryczna:

Zasada ta polega na dokładnym zważeniu cieczy o ściśle określonej objętości. W tym celu najpierw waży się na wadze analitycznej ( z dokładnością do 0,0002g) piknometr pusty (czysty i suchy), następnie napełniony wodą destylowaną i wreszcie napełniony badaną cieczą. Podstawiając do wzoru odpowiednie masy najpierw oblicza się objętość piknometru (tzw. Stała piknometru):

gdzie:

m1 – masa piknometru pustego,

m2 – masa piknometru z wodą,

d – gęstość wody w temperaturze pomiaru.

Następnie wyznacza się gęstość cieczy w temperaturze pomiaru korzystając z zależności:

gdzie:

d – gęstość badanej cieczy,

m2 – masa piknometru z badana cieczą,

m1 – masa piknometru pustego,

V – objętość piknometru.