Экспериментальная часть. На поверхности раздела жидкость-газ поверхностное натяжение (s) может быть точно измерено

На поверхности раздела жидкость-газ поверхностное натяжение (s) может быть точно измерено. Одним из наиболее распространенных методов измерения s является метод наибольшего давления пузырька, осуществляемый в приборе Ребиндера. Схема этого прибора представлена на рис. 6.1. К поверхности жидкости подводится трубка с капиллярным кончиком. Разность давлений создается посредствам разрежения над жидкостью водоструйным насосом. Под действием разности давлений образуется воздушный пузырек. Давление, при котором пузырек проскакивает через поверхностный слой, прорывая его, пропорционально величине поверхностного натяжения на границе жидкость – газ. Число пузырьков не должно превышать 5-8 в минуту; при большей скорости равновесные условия не достигаются и результаты оказываются неправильными. При измерении давления по манометру берут максимальный разлет в обоих коленах, и записывают сумму показаний (h).

Рис. 6.1.Установка Ребиндера

Между давлением (р) в момент проскакивания пузырька и величиной поверхностного натяжения (s) существует зависимость:

,

где r – радиус капиллярного кончика.

Для двух жидкостей с поверхностными натяжениями s₀ и s₁ при определении давления с одним и тем же капиллярным кончиком получаем:

и .

Путем деления этих уравнений друг на друга получаем:

,

где h₀ и h₁ – показания манометра.

Если поверхностное натяжение одной жидкости при температуре опыта известно (в нашем случае – это вода), то:

, (6.3)

где s, s₀ – поверхностные натяжения исследуемой жидкости и дистиллированной воды; h, h₀ – показания манометра для исследуемой жидкости и воды соответственно.

Для расчетов поверхностное натяжение воды принимаем при температуре 20⁰С: s₀ = 72,75×10^-3 .

Для выполнения работы готовят пять растворов бутилового спирта различной концентрации, измеряют поверхностное натяжение каждого из них, результаты заносят в таблицу.

По результата измерений вычерчивают изотерму поверхностного натяжения в координатах s = f (c).

Таблица

Растворы С4Н9ОН концентрации с,	Показание в левом колене манометра, hл, см	Показание в правом колене манометра, hпр см	Сумма показателей манометра, h, см	, s×103,
Н2О			h0 = hл + hпр =	s×103 = 72,75
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25