15. Сталагмометрический и тензиометрический методы исследования поверхностного натяжения.

Сталагмометрический метод основан на измерении массы капель Р, образующихся при вытекании жидкости из вертикальной трубки с радиусом выходного отверстия r. Расчет проводят по формуле где f (r/a) – некоторая функция, определяемая из таблиц Гаркинса и Брауна; а – капиллярная постоянная.

Если жидкости хорошо смачивают материал капилляра, то, пренебрегая различием между углами смачивания, можно проводить относительное измерение поверхностного натяжения , используя стандартную жидкость. В этом случае обычно принимают, что масса капли Р в момент отрыва пропорциональна поверхностному натяжению на границе раздела жидкость–пар, т.е.Р = ks , где k – постоянная данного прибора.

Массу одной капли определяют, подсчитывая число капель (n), вытекающих из сталагмометра объемом V: . Сталагмометра представляет собой сферический пузырек известного объема V_k, ограниченный метками b и d и соединенный с двумя калиброванными капиллярами, имеющими объем каждого деления v_е. Сталагмометр заполняют жидкостью, затем позволяют мениску очень медленно перемещаться по капилляру, перекрывая частично доступ воздуха в капилляр с помощью резиновой трубки и зажима таким образом, чтобы каждая капля образовывалась за время не менее 4 с. После падения первой капли проводится отсчет деления, соответствующего верхнему мениску в капилляре (n делений от метки). Скорость последующего образование капель также контролируют и устанавливают время образования капли не менее 4–5 с. После достижения мениском метки, например e в нижнем капилляре C (m делений от метки d), определяют объем одной капли при числе подсчитанных вытекших из сталагмометра капель N. Недостаткам сталагмометрического метода можно отнести возможность испарения жидкости с поверхности капель при их длительном образовании и необходимость введения поправочных коэффициентов для точного определения поверхностного натяжения.

16. Переход от изотермы поверхностного натяжения к изотерме адсорбции графическим методом, расчет величины Гмах с помощью уравнения Ленгмюра.

σ tgα=-(z/c)= Г с/Г сtgα=Гмах Г Г=ГмахКС/1+КС

=-(dσ/dc) α Гмах→S₀=

z Г= =1/ГмахNa→δ₀=МГмах/ρ

с c c c

17. Влияние на адсорбцию на границе раствор-газ строения и размера молекул пав. Правило Траубе, его аналитическое выражение и физическое обоснование.

Правило Дюкло-Траубе. Величина поверхностной активности (g) ↑ при ↓ полярности углеводородного радикала. g в гомологическом ряду ПАВ изменяется в геометрической прогрессии при увеличении длины цепи в арифметической прогрессии. При увеличении длинны цепи ↓ растворимость ПАВ и ↑ адсорбция.

σ Г Гмах=const

σ₀

уксусная кислота(С₂) С₅

пропионовая кислота (С₃) С₄

масляная к-та(С₄) С₃

валериановая кислота(С₅) С₂

с с

При увеличении длинны цепи в гомологическом ряду алифатического соединения на одну группу СН₂, поверхностная активность ↑ в 3,2 раза( относится к водным растворам при комнатной температуре) Аналитическое выражение q_n+1/q_n=3.2

К_n+1/K_n=3.2. Физический смысл А=RTlnK. Работа адсорбции- работа обратимого переноса 1 моля вещества из объема в 1 поверхностный слой. A_n+1-A_n=RTlnK_n+1-RTlnK_n=

=690кал/моль К_n+1/K_n=3.2. сущность этого правила состоит в том, что работа адсорбции на каждую группу СН₂-const=690кал/моль.