Ćwiczenie 2: Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy (Napięcie powierzchniowe)

• Termodynamiczna definicja napicia powierzchniowego i jednostka.
• Istota napięcia powierzchniowego i napięcia międzyfazowego.
• Zależność napięcia powierzchniowego od temperatury: wzór Ramseya i Shieldsa.
• Metody wyznaczania napięcia powierzchniowego: metoda pęcherzykowa (opis, na jakim zjawisku się opiera, podstawowe wzory), stalagmometryczna (opis, na jakim zjawisku się opiera, podstawowe wzory), metoda tensjometryczna (oderwanie pierścienia lub płytki - podstawowe informacje).
• Zwilżalność/nie zwilżalność ciał stałych przez ciecze: praktyczne zastosowania, kąt zwilżania (na przykładzie kropli i kapilary wraz z wektorami odpowiednich napięć międzyfazowych), powiązanie z pracą adhezji i kohezji.
• Ciśnienie pęcherzykowe zwane również ciśnieniem kapilarnym (wzory, rysunki).
• Zjawisko wzniesienia kapilarnego: rysunki i pełne wyjaśnienie zjawiska (powiązanie promienia kapilary i promienia menisku, wyjaśnienie wartości ciśnień w kapilarze i cieczy, ciśnienie hydrostatyczne).
• Nadmiar powierzchniowy Gibbsa i równanie adsorpcji (izoterma adsorpcji) Gibbsa oraz powiązanie tych pojęć z pojęciem substancji powierzchniowo czynnej (czy możliwe jest zjawisko przeciwne czyli podnoszenie napięcia powierzchniowego w wyniku dodania jakiś substancji?).
• Adhezja i kohezja oraz praca adhezji i kohezji: czym są, jakie są między nimi a napięciami międzyfazowymi związki (wzory na pracę adhezji i kohezji)
• Przejawy i wykorzystanie zjawiska napięcia powierzchniowego (w przyrodzie, życiu codziennym, technice)

składa się z następujących części:

CEL ĆWICZENIA
Chyba nie trzeba wiele wyjaśniać. Proszę tylko nie mylić z opisem ćwiczenia i nie przesadzać :-)

OPIS POMIARÓW
czyli zestawienie wykonanych czynności uwzględniające parametry pomiarów czyli: stężenia użytych roztworów, temperaturę pomiaru itp.. Oczywiście nie podajemy szczegółów sporządzania roztworów (pobrano pipetą X ml związku A i Y ml wody ...) itp. W zamian za to skrótowo, w punktach i w odpowiedniej kolejności podajemy wszystkie znaczące czynności.

OPRACOWANIE WYNIKÓW
Powinno zawierać:

• zestawienie wyników:
  • z pomiarów gęstości: masa pustego piknometru, masa piknometru z wodą i masa/masy piknometru z badanym/badanymi roztworami oraz temperatury cieczy dla których wykonywano pomiary,
  • z pomiarów napięcia powierzchniowego metodą stalagmometryczną: temperatura pomiaru, promień stopki stalagmometru, stężenia i objętości roztworów oraz ilości kropel (także dla wzorca czyli wody),
  • z pomiarów napięcia powierzchniowego metodą pęcherzykową: temperatura pomiaru, różnice poziomów cieczy (wody) w manometrze (dla wody i kolejnych rozcieńczeń badanego roztworu), stężenia badanych roztworów, głębokość zanurzenia kapilary w roztworze;
• zestawienie obliczonych wartości: gęstości badanych roztworów (w tym wykres ρ=f(c) jeśli mierzono gęstość tylko dla skrajnych wartości stężeń badanego roztworu), różnice ciśnień zmierzonych manometrem w metodzie pęcherzykowej, obliczone wartości napięcia powierzchniowego (stosowaną metodą), dla metody stalagmometrycznej dodatkowo wartości poprawki F dla wszystkich pomiarów (poprawki należy odczytać wykresu dołączonego do instrukcji lub pobranego tutaj: F=f(V/r³))
• wykres: σ=f(lnc) wraz z prostą dopasowaną metodą najmniejszych kwadratów (tzw. regresja liniowa) - służący do wyznaczenia nadmiaru powierzchniowego Γ
• oraz - co jest bardzo ważne - komentarze i opisy do zamieszczanych tabel, równań i wykresów

Deklaracja dostępności