ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение мономолекулярных пленок на поверхности воды из "Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 4" Здесь мы рассмотрим два наиболее употребительных метода определения поверхностного натяжения растворов поверхностно-активных веществ сталагмометрический метод и метод наибольшего давления газовых пузырьков или капель. [c.126] Величина капли, образующейся при медленном вытекании жидкости из круглого отверстия радиусом г, в момент ее отрыва определяется поверхностным натяжением жидкости, так как вес капли равен спле поверхностного натяжения, стремящегося удержать каплю р = 2тгга. Отсюда возникает возможность, зная вес капли, определить величину поверхностного натяжения. [c.126] Обычно вес отдельной капли не измеряют, а определяют поверхностное натяжение, подсчитывая число N капель, соответствующих определенному объему V вытекшей жидкости. [c.126] Однако, как показали наблюдения, отрыв капли происходит не у самого отверстия (т. е. по линии, равной периметру круглого отверстия), а ниже его—в наиболее узком сечении капли, причем иногда при этом образуются помимо большой капли еще несколько очень мелких. По этой причине метод сталагмометра неточен и используется лишь для определения о по отношению к жидкостям с известными и достаточно близкими к исследуемым значениям поверхностного натяжения. [c.126] Сталагмометр в простейшей форме (рис. 5) представляет собой толстостенную капиллярную трубку с расширением в середине нижний конец капилляра отшлифован. Выше и ниже расширения нанесены две метки, ограничивающие определенный объем. Так как объем, ограниченный этими метками, может состоять не из целого числа капель, то обычно для более точного отсчета ниже и выше верхней и нижней меток нанесены деления, по объему соответствующие 0,1 капли воды. [c.127] Укрепляют сталагмометр в штативе в вертикальном положении и засасывают в него жидкость сверху так, чтобы она стояла выше верхней метки (в капилляре при этом не должно быть пузырьков воздуха). [c.127] Дают жидкости вытекать из сталагмометра. Когда уровень жидкости дойдет до верхней метки, начинают считать падающие капли. Счет продолжают, пока жидкость в сталагмометре не дойдет до одной из нижних меток. Таким образом определяют число капель, соответствующих известному объему вытекшей жидкости. Необходимо произвести 3—4 отсчета и взять среднее число капель (расхождение между отдельными измерениями должно быть не более 1—2 капель). Определяют число N капель, образующихся при истечении стандартной жидкости (воды), а затем число N капель для испытуемого раствора. Поверхностное натяжение вычисляют по формуле (23). [c.127] Плотности жидкостей и можно определить с помощью ареометра или пикнометра. [c.127] Перед употреблением сталагмометр должен быть промыт хромовой смесью и несколько раз ополоснут дистиллированной водой, так как ничтожные следы жиров, являющихся поверхностно-активными веществами, могут сильно исказить получаемые результаты. При переходе от одного водного раствора к другому рекомендуется споласкивать сталагмометр дистиллированной водой. [c.127] Сталагмометрический метод весьма неточен, но применяется очень часто вследствие своей простоты и быстроты определения. Неточность метода в основном вызывается настолько быстрым образованием поверхности капли, что между концентрацией вещества на ее поверхности и концентрацией его в жидкости не успевает установиться равновесие. Установлению равновесия препятствует испарение жидкости с поверхности капли и небольшой диаметр капиллярной трубки, из которой происходит вытекание, жидкости. Чтобы дать время для установления равновесия, нужно уменьшить скорость вытекания жидкости из капилляра. Для этой цели можно применить специальные капиллярные насадки или просто надеть на капилляр резиновую трубку с зажимом. [c.128] Этот метод нашел широкое распространение при разнообразных измерениях поверхностного натяжения. Метод состоит в том, что измеряется давление, требуемое для образования пузырька или капли. [c.128] Капиллярный кончик должен иметь ровные острые края. Очень удобны кончики, изготовленные из толстого стекла, с пипеткообразным расширением, предшествующим капилляру. Очистка капиллярного кончика производится засасыванием в него теплой хромовой смеси и последующей промывкой дистиллированной водой. [c.129] При опыте капиллярный кончик погружен в жидкость, но так, чтобы он только касался ее поверхности, слегка приподнимая жидкость. [c.129] Для того чтобы создавать разрежение в сосуде постепенно, рекомендуется между насосом и прибором помещать капилляр длиной 15—20 см и диаметром 1,0—0,2 мм и большую склянку емкостью 5—10 л, служащую в качестве буфера (на рис. 6 не изображена). Скорость проскакивания пузырьков можно регулировать с помощью микрокрана 7. [c.129] Микрокран представляет собой хорошо пришлифованный стеклянный кран с узкой круговой нарезкой на втулке, постепенно сходящей на нет от отверстия. [c.129] Пуская в ход ртутный аспиратор или водоструйный насос, добиваются такой разности между давлением внутри сосуда и атмосферным, чтобы через погруженный капиллярный кончик проскакивал пузырек воздуха. [c.130] Скорость проскакивания пузырьков регулируют краном 7 так, чтобы время образования каждого пузырька было не менее 10—20 сек в течение этого времени на поверхности пузырька успевает установиться адсорбционное равновесие. При определении поверхностного натяжения на границе жидкости, содержащей высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, необходимо, чтобы время образования пузырька (или капли, если определяется поверхностное натяжение на границе двух жидкостей, см. ниже) было не менее 30 сек. В момент проскакивания пузырьков замечают разность уровней жидкости в манометре 3, наполненном толуолом иЛи какой-нибудь другой жидкостью, хорошо смачивающей стекло, и снабженном миллиметровой шкалой. Опыт повторяют с одним и тем же количеством жидкости 5 раз и берут среднее значение (колебания отдельных наблюдений не должны превышать 1—2 мм). [c.130] Опыт начинают с определения значения Ло для дважды перегнанной с КМп04 дистиллированной воды. Затем определяют вначение Л для исследуемого раствора и вычисляют поверхностное натяжение последнего по уравнению (24). Поверхностное натяжение чистой воды при температуре опыта вычисляется по уравнению 23а (стр. 123). [c.130] Вернуться к основной статье