ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностное натяжение жидкостей и определение строения молекул по значению молекулярного параJj хора из "Практикум по физической и коллоидной химии" Наличие свободной поверхностной энергии объясняет многочисленные явления, характерные для жидкого состояния вещества образование капель при вытекании жидкости через малые отверстия, смачивание, образование эмульсий и пен, сорбционные процессы и др. [c.22] Произведение Мс обозначают Р и называют молекулярным парахором. Численное значение парахора практически не зависит от температуры и давления. [c.23] Между атомными парахорами и атомными объемами существ Гет приближенное соответствие так же, как и между молекулярным парахором и молекулярным объемом. [c.24] Описанные особенности парахора делают его удобной характеристикой, устанавливающей связь между химическим составом, строением молекулы и физическими свойствами образуемых веществ. Сравнение значений пара-хора, вычисленного через установленную опытным путем величину поверхностного натяжения (Ро . ) и по правилу аддитивности (Ртеор. ) так же, как и сравнение рефракций (Ron. с Ртеор. ). дзет возможность сделать заключение о строении молекулы. Подобные вычисления можно использовать для установления чистоты веществ и их концентрации в смеси. [c.24] Задание. 1. Определить с помощью сталагмометра поверхностное натяжение чистой жидкости. 2. Используя полученное значение поверхностного натяжения жидкости, вычислить ее молекулярный парахор (Ро . ) 3. Сравнить найденное значение молекулярного парахора Pq ) с вычисленным в соответствии с правилом аддитивности и конститутивности (Ртеор. ) 4. Сделать заключение о строении молекулы исследуемой жидкости. [c.24] Несмотря на распространенность сталагмометрического метода и простоты измерения, теория его не разработана. Только тщательным соблюдением правил работы и постоянных условий с его помощью можно получить достаточно точные результаты. [c.26] К недостаткам метода счета капель следует отнести следующее во-первых, при отрыве капли часть жидкости остается на срезе капиллярной трубки во-вторых, при истечении капель часть жидкости испаряется в-третьих, при измерениях трудно установить постоянную температуру, так как прибор сложно термостатировать и др. [c.26] Сталагмометр (рис. 4) представляет собой трубку прямую или изогнутую, имеющую расширение (резервуар) с метками выше и ниже его. Нижний конец трубки является капилляром, который оканчивается горизонтальной, хорошо отшлифованной плоскостью. Часть трубки над резервуаром и между ним и капилляром имеет деления для отсчета долей капли. Перед основными измерениями надо произвести калибровку сталагмометра, т. е. определить цену этих делений в долях капли стандартной и исследуемой жидкости. При измерениях сталагмометр устанавливается в штативе в строго вертикальном направлении. Термометр укрепляется рядом со сталагмометром. Для регулирования скорости образования и отрыва капли на верхний конец сталагмометра одевается резиновая трубка с винтовым зажимом. [c.26] Например, если за время, прошедшее между отрывом двух капель, мениск переместился на 10 делений, то каждое деление соответствует 0,1 капли. Определение цены деления шкалы производят 2—3 раза и вычисляют среднее арифметическое значение. Далее приступают к подсчету количества капель воды, вытекающих из объема, заключенного между метками А к В (рис. 4). Так как трудно надеяться, что в момент отрыва первой капли мениск окажется как раз на границе верхней метки, а в момент отрыва последней капли на границе нижней метки, то начинают счет капель тогда, когда мениск выше метки в верхней трубке и заканчивают, когда мениск опустится ниже нижней метки. Поэтому число капель будет больше того, которое соответствует объему резервуара. [c.27] Замечая положение мениска по шкале в начале и в конце счета капель и зная цену деления шкалы, можно определить число капель, соответствующее объему резервуара с установленной точностью. Пусть число капель равно 82, но при этом в начале счета мениск был на 6 делений выше верхней клетки 41 в конце ечета та делений ниже нижней метки. Если цена деления 0,1 капли, то действительное число капель, соответствующее объему резервуара, будет равно 82—0,1 (6 + 7) = 80,7. Счет капель воды следует производить 3—4 раза и взять среднее арифметическое значение. Промыв и высушив сталагмометр, приступают к измерениям с исследуемой жидкостью. Сначала определяют цену деления шкалы, а затем число капель жидкости, вытекающих из объема заключенного между метками Л и В. [c.27] Для проверки значения молекулярного парахора (P n. ). вычисленного по опытным данным, надо использовать номограмму (см. приложение 15). [c.27] Сравнивая значения и P op. проверяют правильность предполагаемой структурной формулы молекулы. Расхождения между Pq . и Р ор. не должны быть более 2%. [c.27] Для определения поверхностного натяжения жидкости можно также использовать метод наибольшего давления образования пузырьков (см. работу 40). [c.28] Одним из характерных признаков наличия химического взаимодействия между компонентами системы является изменение ее энергии. Для сопоставления изменения энергии при различных реакциях пользуются величиной теплового эффекта реакции, т, е. количеством теплоты, которое выделяется или поглощается в химическом процессе при -условии равенства начальной и конечной температуры. Раздел физической химии, в котором изучаются закономерности для тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией. В основе термохимии лежит первый закон термодинамики. Для формулировки первого у закона термодинамики необходимо выяснить смысл термодинамических функций внутренней энергии—и и энтальпии или теплосодержания — Н. [c.31] При одинаковых параметрах (р, V и Т) внутренняя энергия определяется химическим составом и количественным содержанием веществ, входящих в систему. [c.32] Очевидно, что как выделение теплоты так и совершение работы А возможны только за счет изменения запаса внутренней энергии Ш. Иными словами, при реакции соединения водорода и кислорода произошло превращение части внутренней энергии в тепловую и механическую. [c.32] Согласно закону сохранения энергии убыль внутренней энергии при данном процессе должна равняться количеству выделившегося тепла плюс совершенная системой работа —А =—9+Л, или, меняя знаки на обратные, получим математическую формулировку 1 закона термодинамики. [c.32] Работа расширения — pAv при постоянном давлении зависит только от разности значений v в начале и конце процесса и не зависит от пути процесса, так же как и внутренняя энергия и. [c.33] Вернуться к основной статье