Название: Определение поверхностного натяжения методом счета капель
Вид работы: реферат
Рубрика: Наука и техника
Размер файла: 15.74 Kb
Скачать файл: referat.me-254722.docx
Краткое описание работы: Метод счета капель считается самым простым способом измерения поверхностного натяжения с технической точки зрения. В основе расчетов лежит закон, согласно которому вес капли, отрывающейся от пипетки, пропорционален поверхностному натяжению.
Определение поверхностного натяжения методом счета капель
Метод счета капель считается самым простым способом измерения поверхностного натяжения с технической точки зрения. В основе расчетов лежит закон, согласно которому вес капли, отрывающейся от пипетки, пропорционален поверхностному натяжению жидкости ( ) и радиусу пипетки (R) , т.е.
m=2 R /g , где | (1) |
g - ускорение свободного падения;
m - масса капли исследуемой жидкости.
Процесс измерений прост и состоит их двух этапов. На первом этапе определяется радиус пипетки (сталагмометра). Величина радиуса вычисляется по результатам измерения веса капли какой-либо стандартной жидкости, например, дистиллированной воды. Для измерения радиуса не используются какие-либо дополнительные измерительные инструменты, такие как микрометр, поскольку величина радиуса в формуле (1) лишь приближенно отражает действительные размеры используемой пипетки. (Причины такого положения дел будут пояснены далее.)
Второй этап состоит в том, что из пипетки выдавливается несколько капель исследуемой жидкости в посуду для взвешивания. Первая капля не должна попасть в число взвешиваемых. Далее взвешиванием на весах определяется общий вес капель.
Важным является процесс формирования отдельной капли. Формировать каплю быстро недопустимо, так как результат последующего измерения будет недостоверен из-за того, что сила инерции поступающей жидкости оторвет каплю раньше времени. Медленно же формировать каплю не рационально. Обычно поступают следующим образом: каплю формируют быстро, но на последней стадии формирования (до ее отрыва от пипетки) замедляют процесс. Капля должна оторваться при очень медленном поступлении жидкости.
Систематическая ошибка от использования для расчетов формулы (1) достигает в лучшем случае 2-3%, если для калибровки (определения радиуса) применялась дистиллированная вода, а поверхностное натяжение исследуемой пробы равно 20 дин/см. Это связано с тем, что вышеупомянутая формула не совсем верно отражает существующее положение дел. Лонштейн, а затем Гаркинс и Браунс еще в начале века показали, что лучшими показателями обладает формула:
m=F2 R /g, где | (2) |
F - поправка, зависящая от отношения V/R3;
V - объем капли.
Использование этой формулы для расчетов позволяет определять поверхностное натяжение с точноcтью 0,1-0,2%.
В таблице 1 показаны значения поправок F для различных V/R3. Из таблицы следует, что в действительности образуется капля меньшего размера, чем это предсказывает предыдущая формула (1). Таким образом, расчеты радиуса по раствору с известным поверхностным натяжением дают значение на 40% меньше действительного размера пипетки.
Таблица 1.
V/R3 |
F |
V/R3 |
F |
V/R3 |
F |
58,1 | 0,215 | 2,3414 | 0,2635 | 0,816 | 0,255 |
24,6 | 0,2256 | 2,0929 | 0,26452 | 0,771 | 0,2534 |
17,7 | 0,2305 | 1,8839 | 0,26522 | 0,729 | 0,2517 |
13,28 | 0,23522 | 1,7062 | 0,26562 | 0,692 | 0,2499 |
10,29 | 0,23976 | 1,5545 | 0,26566 | 0,658 | 0,2482 |
8,19 | 0,24398 | 1,4235 | 0,26544 | 0,626 | 0,2664 |
6,662 | 0,24786 | 1,3096 | 0,26495 | 0,597 | 0,2445 |
5,522 | 0,25135 | 1,2109 | 0,26407 | 0,57 | 0,243 |
4,653 | 0,25419 | 1,124 | 0,2632 | 0,541 | 0,243 |
3,975 | 0,25661 | 1,048 | 0,261 | 0,512 | 0,2441 |
3,433 | 0,25874 | 0,98 | 0,2602 | 0,483 | 0,246 |
2,995 | 0,26065 | 0,912 | 0,2585 | 0,455 | 0,2491 |
2,637 | 0,26224 | 0,865 | 0,257 | 0,428 | 0,2526 |
Расчеты по формуле (2) также предполагают 2 этапа исследований. На первом этапе определяется радиус пипетки по стандартному раствору, а на втором - измерение поверхностного натяжения исследуемой пробы. Расчеты по определению радиуса пипетки усложняется поправкой F, которая зависит от V/R3. Трудность состоит в том, что в формуле (2) радиус фигурирует в 2-х местах. Вычислять его аналитическим путем довольно сложно. В связи с этим лучше знать действительные геометрические размеры пипетки, предварительно измеренные микрометром. Измеренный радиус следует использовать только для вычисления поправки F. Таким образом, радиус по формуле (2) вычисляется довольно просто:
R = mg/2 стF, где |
(3) |
ст - поверхностное натяжение стандартного раствора.
При вычислениях поверхностного натяжения исследуемого раствора применяется тот же принцип: радиус, измеренный микрометром, применяется только для вычисления поправки.
Похожие работы
-
Зачатки научных знаний в Вавилоне
Зачатки астрономии, выработанные в Двуречье. Астрономические представления вавилонских жрецов. Шестидесятиричная система исчисления.
-
Ноотехнологии – база позитивной эсхатологии и устойчивого развития
В настоящее время участники судебных процессов все чаще обращаются в суд за возмещением расходов на оплату услуг представителя. Сторона, в пользу которой суд принял решение, имеет право на возмещение судебных издержек и расходов с проигравшей стороны.
-
Определение поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке
Метод состоит в том, что в исследуемую жидкость через капилляр вдувается воздушный пузырек. Давление воздуха (P), которое нужно для отрыва пузырька от капилляра является искомой величиной.
-
Введение в капельный анализ
Являясь по сути качественным анализом, капельный анализ уделяет особое внимание определению очень малых количеств вещества. В связи с этим, в каждой методике капельного анализа указывается нижний предел обнаружения.
-
Знакомство с экстракционной хроматографией
Принцип экстракционной хроматографии несложен и заключается в том, что в качестве неподвижной фазы используется экстрагент, нанесенный на порошкообразный пористый материал.
-
Применение метода электрофореза при контроле состава питьевых, природных и сточных вод
В ГУП "Центр исследования и контроля воды" разработаны и аттестованы электрофоретические методики выполнения измерений массовых концентраций ряда соединений в природных, питьевых и сбросных водах.
-
Топология толстопленочной микросхемы
Разработка конструкции ИМС и технологического маршрута ее производства.
-
Подготовка обжигового газа к контактному окислению
Мокрая очистка обжигового газа. Основные примеси обжигового газа. Подготовка к контактному окислению газа.
-
Счетчики
Это устройства предназначенные для подсчета числа сигналов, поступающих на его вход и фиксация этого числа в виде кода хранящегося в триггерах.
-
Топливо
Топливный цикл. Теплоносители реакторов. Замедлители реакторов.