Работа № 5. Измерение поверхностного натяжения растворов ПАВ и исследование поверхностной активности в гомологическом ряду

Задачи работы: 1. Ознакомиться с применением метода Ребиндера для оценки поверхностного натяжения на границе жидкость-газ.

2. Измерить поверхностное натяжение растворов поверхностно-активных веществ, принадлежащих одному гомологическому ряду и по изотермам поверхностного натяжения определить графически их поверхностную активность.

3. Проверить справедливость правила Дюкло–Траубе.

Оборудование и реактивы :Прибор Ребиндера; растворы ПАВ; 16 конических колбочек вместимостью 100 см³; пипетки на 5 и 10 см³.

Выполнение работы. В отдельных колбочках готовят путем последовательных разбавлений дистиллированной водой по 20 мл растворов поверхностно-активных веществ следующих концентраций:

этилового спирта:

0,50; 0,25; 0,125; 0,062; 0,031; 0,015 моль/л.

пропилового спирта :

0,50; 0,25; 0,125; 0,062; 0,031; 0,015 моль/л.

гексилового спирта:

0,04; 0,03; 0,02; 0,01 моль/л.

Поверхностное натяжение приготовленных растворов определяют методом наибольшего давления пузырьков на приборе П.А.Ребиндера. Опыт начинают с определения максимального давления образования пузырьков воздуха на границе вода-воздух, а затем переходят к растворам. Измерения σ ведут, переходя от растворов с меньшей концентрацией к большей. Поверхностное натяжение исследуемого раствора рассчитывают по формуле где ∆h и ∆h₀ – разность высот жидкостей (исследуемого раствора и воды) в манометрической трубке, σ₀ – поверхностное натяжение воды (см. Приложение 1).

Результаты измерений заносятся в таблицу:

На одном графике строят изотермы поверхностного натяжения для растворов этилового, пропилового, и гексилового спиртов, определяют поверхностную активность и проверяют, выполняется ли правило Дюкло-Траубе для растворов этих поверхностно-активных веществ. Изотермы поверхностного натяжения строят на миллиметровой бумаге. Масштаб при построении графиков выбирают таким образом, чтобы углы наклона начальных участков изотерм к горизонтальной оси составляли от 30 до 60˚. В начале оси ординат следует отложить наименьшее значение σ из полученных в опытах или близкое к нему округленное число. Ось концентраций начинают от с=0 (чистая вода).

Рекомендуемый масштаб по оси ординат: 1см=2ּ10^-3 Дж/м². Полученные точки обозначают разными цветами или разными фигурами и соединяют плавными линиями по лекалу.

Определяют поверхностную активность ПАВ. Для этого на начальном участке изотермы в пределах понижения σ не более, чем на 10-15 ед. по сравнению с σ₀ чистого растворителя, проводят параллельно горизонтальной оси прямую, которая пересекает все изотермы. Отрезок ординат от σ₀ до секущей прямой равен понижению поверхностного натяжения ∆σ. Опустив перпендикуляры из точек пересечения прямой с кривыми изотерм, находят концентрации гомологов, при которых достигается одинаковое снижение поверхностного натяжения ∆σ. Поверхностную активность для каждого ПАВ находят по формуле

Отчет оформляется в соответствии с Требованиями к отчету, имеющимися в лаборатории.

Задания к работе № 5:

1. Ответьте на вопросы 1-15 на стр. 7-8, если Вы претендуете на получение наивысшего оценочного балла и на вопросы 1-8, 10-13, 15 там же, если Ваши запросы значительно скромнее.

2. Представьте резюме выполненной работы на английском языке, если Вы претендуете на получение дополнительного балла.