Imię i nazwisko
Wydział
Grupa
Numer ewidencyjny
Temat ćwiczenia
Data wykonania
Data zaliczenia
CEL ĆWICZENIA
1. Pomiar lepkości cieczy.
2. Oznaczenie energii aktywacji lepkości.
3.Oznaczenie wpływu elektrolitu na lepkość koloidu asocjacyjnego.
ZASADA POMIARU
Lepkość cieczy wyznaczamy, mierząc czas jej przepływu przez kapilarę.
Pomiaru dokonujemy w wiskozymetrze Ostwalda (ryc. 9).
Za podstawę obliczeń przyjmujemy wzór Poiseuille’a
w którym r - promień kapilary, p - ciśnienie hydrostatyczne cieczy,
V -objętość przepływającej cieczy, t - czas przepływu, / - długość kapilary.
Dla cieczy wzorcowej o znanej lepkości
Rys. 9. Wiskozymetr Ostwalda
Jeśli objętość, cieczy badanej jest równa objętości cieczy wzorcowej (V = Vw), to po podzieleniu równań (1.16) i (1.17) stronami otrzymujemy zależność
Ponieważ obie ciecze wypływają pod własnym ciężarem, ciśnienia hydrostatyczne zastępujemy ich gęstościami i otrzymujemy równanie (1.10):
W celu otrzymania opisaną metodą wyników powtarzalnych należy zachować następujące warunki pomiaru:
1) pomiary dla cieczy badanej i cieczy wzorcowej wykonywać w tej samej
temperaturze,
2) wiskozymetr Ostwalda ustawić w pozycji pionowej.
WYKONANIE POMIARU
Przed rozpoczęciem pomiaru butelkę z cieczą umieszczamy w termostacie.
Do zbiornika B wiskozymetru Ostwalda (czystego i suchego) wprowadzamy za pomocą pipety odmierzoną dokładnie objętość wody Vw. Wodę zasysamy gruszką gumową lub nasadką powyżej poziomu a zbiornika A.
Czas przepływu wody (Tw) oznaczamy jako średnią z czterech powtórzeń.
W identyczny sposób mierzymy czas przepływu badanego roztworu (lub
czystej cieczy) o objętości V = Vw, uzyskując wartość t.
Gęstość cieczy względem wody oznaczamy metodą piknometryczną, opisaną w ćwiczeniu nr 2 „Napięcie powierzchniowe cieczy". Lepkość względną
obliczamy ze wzoru 1.10.
2. Oznaczanie energii aktywacji lepkości.
Pomiar lepkości względnej w dwóch różnych temperaturach (7\ i 7^)
umożliwia wyznaczanie energii aktywacji E dla cieczy, które spełniają równanie Arrheniusa-Guzmana (1.9). W tym celu równanie to doprowadzamy do postaci liniowej przez logarytmowanie:
stąd:
Przykład
Lepkość względna toluenu w temperaturze 293 K wynosi 0,592, a w
temperaturze 308 K 0,511. Obliczyć energie aktywacji lepkości.
Rozwiązanie.
Dane z pomiarów podstawiamy do równania (1.20)
3. Oznaczanie wpłytu elektrolitu na lepkość koloidu asocjacyjnego.
Do kolbek miarowych na 50 cm3 odmierzamy kolejno po 10 cm3
2-procentowego roztworu stearynianu sodowego. Następnie dodajemy roztworu
NaCl o stężeniu 0,5 M w takiej objętości, żeby stężenia po napełnieniu
kolbek wynosiły odpowiednio: 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 mM. Po
uzupełnieniu wodą destylowaną zawartość kolbek dokładnie mieszamy. Rozpoczynamy pomiary od roztworu, który zawiera najmniejszą ilość elektrolitu. Pomiary wykonujemy dla każdego roztworu czterokrotnie. Wiskozymetr przemywamy starannie wodą destylowaną i badanym roztworem.
Dla roztworów rozcieńczonych, których gęstość jest zbliżona do gęstości
wody, lepkość względną obliczamy ze wzoru:
Wyniki przedstawiamy w tabeli i na wykresie.
GMO