Определение коэффициента поверхностного
Натяжения жидкостей разными методами
Цель работы: 1. Опытное определение коэффициента поверхностного натяжения разными методами.
2. Сравнение коэффициентов поверхностного натяжения разнородных жидкостей при данной температуре (вода, спирт, глицерин).
Определение коэффициента поверхностного
Натяжения методом отрыва капель
Приборы и принадлежности:
1) капельница или бюретка с краном, зажатая в штативе;
2) весы с разновесом;
3) исследуемые жидкости;
4)
 |
сосуды для сбора капель.
Рис.8. Бюретка с краном.
 |
Рис.9. Капельница:
1, 2 – иглы,
3 – капельница,
4 – зажим,
5 – трубка для инъекций,
6 – игла для инъекций.
Теоретическое обоснование метода
Эта работа основана на сравнении силы поверхностного натяжения, удерживающей каплю от падения, с силой тяжести, под действием которой отрывается капля. В работе используется капельница (рис. 9) или бюретка с краном (рис. 8). Капля отрывается тогда, когда сила тяжести, действующая на каплю будет больше или в предельном случае, равна силе поверхностного натяжения, удерживающей каплю от падения (рис. 6).
Таким образом, в момент отрыва капли получаем условие:
+ 
= 0
mg - F = 0
F = mg (20)
где m - масса капли.
Силу поверхностного натяжения выразим через коэффициент поверхностного натяжения и длину границы поверхностного слоя жидкости.
F = s · l
l = 2pR,
F = 2psR,
где s - коэффициент поверхностного натяжения,
l = 2pR - длина границы поверхностного слоя,
R - радиус шейки капли.
Итак, 2psR = mg, отсюда
s = mg/( 2pR ) (21)
Учитывая явление смачиваемости, считаем, что внутренний радиус капилляра равным внешнему радиусу.
Рабочая формула имеет вид:
s = 
(22)
где m 
- масса пустого сосуда,
m 
- масса сосуда с «n» количеством капель,
g - ускорение свободного падения на широте г. Кирова,
g = 9,82 м/с 
.
Практическая часть
1). С помощью весов определить массу m1 пустого сосуда для сбора жидкости.
2). Установить скорость истечения жидкости не более 10 капель в минуту.
3). Набрать во взвешенный сосуд определенное количество капель
(30-50) и определить массу m2.
4). Опыт с исследуемой жидкостью проделать три – пять раз.
5). Вычислить абсолютную и относительную погрешности, считая результаты опытов малыми выборками.
6). Определить коэффициенты поверхностного натяжения для различных жидкостей.
7). Результаты опытов занести в таблицу.
| № опыта | Исследуемая жидкость | s1 | s2 | s3 | sсp | Ds | s = sср ± Ds |
| Вода дистил. | |||||||
| Вода из-под крана | |||||||
| Соленая вода с концентр. «С1» | |||||||
| Соленая вода с концентр. «С2» |
8). Сделать вывод.
Определение коэффициента поверхностного
Натяжения методом отрыва кольца
Приборы и принадлежности: лабораторная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца, сосуды для жидкостей, штангенциркуль, эл. плитка.