Обладнання та реактиви

Калориметр, термометр Бекмана, аналітичні ваги, дисперсні по­рошки, хлорид калію, органічні розчинники, дистильована вода.

Порядок виконання роботи

Визначення теплоти змочування дисперсного порошку рідиною проводиться у широкій пробірці, яка закріплена у сосуді Дьюара. Пробірку закривають пробкою, в яку вставляють термометр Бекма­на та мішалку. Такий прилад для визначення теплового ефекту змо­чування називається калориметром.

Розрахунок теплоти змочування проводять за рівнянням:

Q = (V·C·ρ + H)·T, (20.7)

де V — об’єм рідини, см³; ρ — густина рідини, г/см³; C — питома теплоємкість рідини, Дж/(г·К); H — теплоємкість калориметра, Дж; T — зміна температури.

Теплоємкість калориметра визначають за теплотою розчинення хлориду калію, користуючись методикою, описанною в лаборатор­ній роботі 1 даного практикуму і розраховують за рівнянням:

Н = (20.8)

де a — наважка хлориду калію, г; M — молярна маса KCl, г/моль; Q — теплота розчинення хлориду калію, кДж/моль.

При визначенні теплоти змочування дисперсного порошку рі­диною експеримент проводять так само як і при визначенні тепло­ємкості калориметра, тільки замість хлориду калію беруть наважку досліджуваної порошкоподібної речовини (див. лабораторну робо­ту 1).

Готують дві наважки по 2 г речовин (запропонованих виклада­чем), зважуючи їх на аналітичних вагах, та по черзі визначають теплоти змочування речовини водою і неполярною органічною рі­диною. Під час розрахунку теплоти змочування у рівняння (20.7) слід підставляти значення ρ і C рідин, якими змочували досліджу­вану речовину. Результати вимірювань записують в табл. 20.1.

Таблиця 20.1.

Експериментальні дані вимірювання відносної температури при змочуванні дисперсних речовин рідинами

V = .... см3; ρводи = 1 г/см3 ρорг. рідини = ….г/см3 Своди = 4,18 Дж/г Сорг. рідини = ….Дж/г
Номер виміру	Показники відносної температури за термометром Бекмана
	KCl	Дисперсний порошок №1		Дисперсний порошок №2
		Вода	Орган. рідина	Вода	Орган. Рідина

Обробка експериментальних даних

Будують графіки залежності T = f() для розчинення KCl у воді та змочування досліджуваних порошків рідинами (всього 5 графі­ків). Визначають теплоємкість калориметра Н та коефіцієнти змо­чування для кожного дисперсного порошку β₁ і β₂.

Контрольні запитання

1. Поясніть фізико-хімічні основи процесу розтікання рідини на поверхні твердого тіла.

2. Як впливає температура на величину крайового кута змочуван­ня?

3. Запишіть рівняння, яке пов'язує вільну енергію з повною енер­гією утворення поверхні й навпаки.

4. Якими способами гідрофільну поверхню можна зробити гідро­фобною й навпаки? Для чого це буває необхідним на практиці?

5. Покажіть зв'язок між адгезією й здатністю рідини змочувати тверду поверхню. У чому розходження між явищами адгезії й змочування?