Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал нияу мифи

Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Кафедра радиохимии

Определение коэффициента
поверхностного натяжения

Методические указания

к лабораторной работе по курсу физической химии

 

 

Составитель: доц., к.т.н. Цимбалюк Е.П.

 

 

Димитровград

Цель работы:

Изучить явление поверхностного натяжения и ознакомиться с методами определения коэффициента поверхностного натяжения: капиллярным и сталагмометрическим методами.

Задачи работы:

1. Определить коэффициент поверхностного натяжения дистиллированной воды, спирта, раствора поваренной соли обеими методами.

2. Исследовать температурную зависимость коэффициента поверхностного натяжения капиллярным методом.

3. Проверить выполнение закона Этвёша.

4. Изучить влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на коэффициент поверхностного натяжения.

5. Установить вид зависимости коэффициента поверхностного натяжения от концентрации растворов (закон Шишковского).

Введение

Поверхностное натяжение – это характеристика поверхности раздела двух фаз, находящихся в равновесии. Поверхностное натяжение имеет место на границах твердое тело-жидкость, жидкость-газ, жидкость-жидкость, твердое тело-газ. Рассмотрим механизм возникновения поверхностного натяжения. Молекула внутри вещества (1) окружена такими же молекулами со всех сторон, а молекула, находящаяся на поверхности (2), окружена «своими» молекулами только с одной стороны, а с другой находятся молекулы другой фазы (рис.1). При таком условии молекулярные силы, действующие на молекулу (2), оказываются неуравновешенными, их равнодействующая R направлена вглубь жидкости перпендикулярно к её поверхности.

Рис.1. Механизм возникновения поверхностного натяжения

 

Таким образом, молекулы на поверхности обладают дополнительной

потенциальной энергией по сравнению с молекулами в объеме, т.е. поверхностной энергией. Величина этой энергии пропорциональна площади поверхности. Чтобы создать поверхность раздела фаз площади S, необходимо совершить работу, равную

(1)

где - коэффициент пропорциональности или коэффициент поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение измеряется в . В старой системе , .

Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения численно равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности при постоянной температуре и давлении на единицу. Коэффициент поверхностного натяжения

зависит от вида контактирующих фаз, концентрации, температуры и т.д.

С увеличением температуры величина поверхностного натяжения уменьшается и становится нулем при увеличении температуры до критической (Критическая температура - эта та температура, начиная с которой ни при каком давлении нельзя превратить газ в жидкость. Для воды это 374С^о).
Наиболее известная эмпирическая зависимость поверхностного натяжения от температуры была предложена Лорандом Этвёшом, так называемое правило Этвёша.

Зависимость коэффициента поверхностного натяжения от концентрации раствора определяется по эмпирическому уравнению Б.А.Шишковского:

(2)

где: - поверхностное натяжение растворителя (воды);

- поверхностное натяжение растворенного вещества (ПАВ);

С – концентрация раствора, моль/л;

В – константа;

К – удельная капиллярная постоянная.

Поверхностное натяжение является причиной капиллярных явлений, явлений смачивания и не смачивания, оно является важным фактором многих технологических процессов. Например, для извлечения минералов из руды используют флотацию (продувание воздуха через суспензию руды).

 

2. Способы определения поверхностного натяжения

 

Способы определения поверхностного натяжения делятся на статические и динамические. В статических методах поверхностное натяжение определяется у сформировавшейся поверхности, находящейся в равновесии. Динамические методы связаны с разрушением поверхностного слоя. В случае измерения поверхностного натяжения растворов (особенно полимеров или ПАВ) следует пользоваться статическими методами. В ряде случаев равновесие на поверхности может наступать в течение нескольких часов (например, в случае концентрированных растворов полимеров с высокой вязкостью). Динамические методы могут быть применены для определения равновесного поверхностного натяжения и динамического поверхностного натяжения. Например, для раствора мыла после перемешивания поверхностное натяжение 0,058 Дж/м², а после отстаивания — 0,035 Дж/м². То есть поверхностное натяжение меняется. До установления равновесного оно будет динамическое.

Статические методы:

· Метод поднятия в капилляре (капиллярный метод)

· Метод Вильгельми

· Метод лежачей капли

· Метод определения по форме висячей капли.

· Метод вращающейся капли

Динамические методы:

· Метод Дю Нуи (метод отрыва кольца).

· Сталагмометрический, или метод счета капель.

· Метод максимального давления пузырька.

· Метод осциллирующей струи

· Метод стоячих волн

 

Капиллярный метод

 

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 2. Основной её элемент – капилляр 2, опущенный одним концом в пробирку 1 с исследуемой жидкостью, которая его смачивает. Поворачивая трёхходовой кран 3, можно позволить воздуху в капилляре сообщаться либо с атмосферой, либо с сильфоном 4 и открытым водяным манометром 5. Когда давление воздуха в капилляре равно атмосферному, исследуемая жидкость в нём поднимается на некоторую высоту h над поверхностью в пробирке, образуя вогнутый мениск. Создавая при помощи сильфона 4 над мениском избыточное по сравнению с атмосферным давление, измеряемое манометром 5, можно добиться того, что уровни жидкости в капилляре 2 и пробирке 1 сравняются. Тогда лапласово давление и давление воздуха над мениском равны, то есть

, (3)

где d – диаметр капилляра, H – разность уровней в коленах манометра,

– плотность манометрической жидкости.

Величина является постоянной для данной установки, поэтому, вычислив её, можно найти по формуле

(4)

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Измерительным микроскопом определить внутренний диаметр капилляра восемь раз, поворачивая окуляр микроскопа со шкалой. Записать данные измерений в табл.1.

Таблица 1

№ опыта									среднее
d, мм	1,49	1,48	1,46	1,46	1,46	1,46	1,48	1,48	1,471

Определить средний диаметр капилляра. Он будет равен d=1,471×10^{-3 м.}

2. Вычислить постоянную К и её абсолютную погрешность.

Плотность манометрической жидкости берется из табличных данных для воды при температуре 20 ⁰С. Она равна =998,23 кг/м³.

Ускорение свободного падения: g=9,81 м/с².

Рассчитать значение коэффициента К для данного прибора:

Определим абсолютную погрешность измерений диаметра капилляра (табл.2).

Таблица 2

№									среднее
d, мм	1,49	1,48	1,46	1,46	1,46	1,46	1,48	1,48	1,471
	0,019	0,009	0,011	0,011	0,011	0,011	0,009	0,009	0,09

Таким образом абсолютная погрешность измерений диаметра капилляра составляет .

 

3. Нижний конец капилляра опустить в стакан с исследуемым раствором, как показано на рис. 2.

4. Повернуть кран 3 так, чтобы капилляр сообщался с атмосферой. Под действие поверхностного натяжения уровень жидкости в капилляре поднимется на уровень h.

5. Соединить краном 3 капилляр с манометром и с помощью сильфона выровнять уровни жидкости в пробирке и в капилляре. Отсчитать разность уровней жидкости в коленах манометра H в м.

6. Повторить измерения 10 раз. Записать данные в табл.3.

Таблица 3

№ опыта	H, м
	0,027	0,07025	0,0
	0,029	0,07546	-0,00521
	0,025	0,06505	0,0052
	0,027	0,07025	0,0
	0,028	0,07286	-0,00261
	0,027	0,07025	0,0
	0,027	0,07025	0,0
	0,026	0,06765	0,0026
	0,027	0,07025	0,0
	0,027	0,07025	0,0
	среднее	=0,07025

 

6. Вычислить по формуле (4) коэффициент , найти его абсолютную и относительную погрешности.

Абсолютное значение определяется с учетом коэффициента Стьюдента при 95% значимости по формуле

Относительная погрешность составит

8. Повторить все измерения для спирта и раствора поваренной соли. Сравнить найденные значения коэффициентов поверхностного натяжения с табличными.

 

Сталагмометрический метод

 

Сталагмометрический метод является одним из самых простых методов измерения поверхностного натяжения жидкостей. В основе этого

метода лежит закон, согласно которому масса капли, отрывающейся от пипетки, пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения.

 

Под действием поверхностного натяжения свободная поверхность капель жидкости стремится принять шарообразную форму, соответствующую наименьшей поверхностной энергии и наименьшей площади свободной поверхности. Их форма тем ближе к шаровой, чем меньше вес капель. При вытекании жидкости из капиллярной трубки размер капли постепенно растет.

Рис.3. Процесс образования капли

Перед отрывом капли образуется шейка, диаметр которой несколько меньше диаметра капиллярной трубки (рис.3). По окружности шейки капли действуют силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю. По мере увеличения размера капли растет сила тяжести , стремящаяся оторвать ее. В момент отрыва капли она равна результирующей силе поверхностного натяжения (5)
(6)

Отсюда следует, что, измеряя массу одной капли и зная диаметр шейки капли, можно вычислить коэффициент поверхностного натяжения:
(7)

 

Сталагмометр СТ-2 предназначен для определения поверхностного натяжения методом определения объема капель как на границе раствор - воздух, так и на границе раствор - антиполярная жидкость. Фотография установки представлена на рис.4.

Рис.4. Фотография сталагмометра СТ-2

Основной частью сталагмометра является микрометр 1, с помощью которого определяется объем выдавливаемых капель. Микрометр прикреплен к корпусу 2 и может свободно перемещаться по стойке 3. Положение микрометра фиксируется винтом 4. К корпусу 2 прикрепляется корпус медицинского шприца 5 с иглой, верхний конец которого прикреплен к пружине 6, благодаря чему исключается самопроизвольное перемещение поршня. Принцип действия сталагмометра заключается в равномерном выдавливании капель исследуемой жидкости за счет вращения микроэлектродвигателя 9 и передачи вращения через зацеп 8. С помощью микрометра 1 фиксируется объем жидкости.

 

2.2.1. Определение поверхностного натяжения на границе раствор-воздух

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Измерить плотность исследуемого раствора с помощью пикнометра или ареометра.

2. Заполнить корпус медицинского шприца 5 исследуемым раствором. Опустить двигатель 9 до состояния полного зацепления. Включить электродвигатель и после появления нескольких капель с иглы выключить двигатель и зафиксировать показания микрометра 1.

3. Включить электродвигатель, произвести отсчет 10-20 капель, выключить двигатель. Записать показания микрометра 1 в табл.4.

Таблица 4

№ опыта	Число капель	Показания микрометра	, Н/м
, мм	, мм	, мм
		46,15	45,39	0,76	0,0929
		43,00	42,22	0,78	0,0954
		42,22	40,68	1,54	0,0941
		40,68	39,15	1,53	0,0935
		42,00	40,46	1,54	0,0941

Вычислим поверхностное натяжение по формуле

(8)

Где постоянная определяется по формуле (9)

Для сталагмометра СТ-2: диаметр шприца D=15,8 мм, площадь S=1,96.10^{-4 м2}, при диаметре отверстия иглы d=0,5 мм

Н/м

4. Определим абсолютную и относительную ошибку определения поверхностного натяжения. Все вычисления занести в табл.5.

Таблица 5

№ опыта
	0,0929	0,0011
	0,0954	-0,0014
	0,0941	-0,0001
	0,0935	0,0005
	0,0941	-0,0001
среднее	=0,0940

 

Абсолютное значение определяется с учетом коэффициента Стьюдента при 95% значимости по формуле

Относительная погрешность составит

5. Повторить все измерения для спирта и раствора поваренной соли. Сравнить найденные значения коэффициентов поверхностного натяжения с табличными

 

2.2.2. Определение поверхностного натяжения на границе раствор - антиполярная жидкость

1. Измерить плотность исследуемого раствора и антиполярной жидкости (керосин, бензол или др.) с помощью пикнометра или ареометра.

2. Заполнить корпус медицинского шприца 5 исследуемым раствором, а антиполярную жидкость налить в стаканчик.

3. Опустить установку, чтобы игла вошла в стаканчик с антиполярной жидкостью. Включить электродвигатель и после появления нескольких капель с иглы выключить двигатель и зафиксировать показания микрометра 1.

4. Включить электродвигатель, произвести отсчет 10-20 капель, которые осаждаются в стакане с антиполярной жидкостью и выключить двигатель. Записать показания микрометра 1 в табл.6.

Таблица 6

№ опыта	Число капель	Показания микрометра	, Н/м
, мм	, мм	, м

 

5. Определить поверхностное натяжение на границе двух жидкостей по формуле

где: – поверхностное натяжения, Н/м;

– постоянная капилляра;

– объем выдавливаемых капель;

- число капель;

– плотность воды;

– плотность антиполярной жидкости.

Для определения постоянной капилляра замеряют поверхностное натяжение на границе дистиллированная вода - криоскопический бензол. При этом криоскопический бензол должен иметь следующую характеристику: показатель преломления – 1,501, плотность – 879,0 кг/м³.

Где 0,0336 – поверхностное натяжение на границе бензола с дисциллированной водой.

 

3. Задачи для самостоятельного решения

3.1. Вычислите поверхностное натяжение толуола (С₆Н₅СН₃) при 50⁰С, если при медленном выпускании из сталагмометра масса 38 капель составила 1,4864 г, а масса 25 капель воды при таких же условиях равна 2,6570 г. Сравните полученный результат с табличным значением.

3.2. Вычислите поверхностное натяжение ацетона при 20⁰С, учитывая, что в капиллярной трубке радиусом 0,0234 см ацетон поднялся на высоту 2,56 см.

3.3. Поверхностное натяжение метанола при 20⁰С 33,6×10^-3 Н/м. Чему равен радиус капилляра, в котором жидкость поднялась на 1,5 см?

При измерении поверхностного натяжения методом Ребиндера средняя разность высот уровней жидкости в манометре при 30оС составила: для воды 8,8 см, для этанола 2,7 см. Найти поверхностное натяжение спирта.

 

Литература

Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Кафедра радиохимии

Определение коэффициента
поверхностного натяжения

Методические указания

к лабораторной работе по курсу физической химии

 

 

Составитель: доц., к.т.н. Цимбалюк Е.П.

 

 

Димитровград

Цель работы:

Изучить явление поверхностного натяжения и ознакомиться с методами определения коэффициента поверхностного натяжения: капиллярным и сталагмометрическим методами.

Задачи работы:

1. Определить коэффициент поверхностного натяжения дистиллированной воды, спирта, раствора поваренной соли обеими методами.

2. Исследовать температурную зависимость коэффициента поверхностного натяжения капиллярным методом.

3. Проверить выполнение закона Этвёша.

4. Изучить влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на коэффициент поверхностного натяжения.

5. Установить вид зависимости коэффициента поверхностного натяжения от концентрации растворов (закон Шишковского).

Введение

Поверхностное натяжение – это характеристика поверхности раздела двух фаз, находящихся в равновесии. Поверхностное натяжение имеет место на границах твердое тело-жидкость, жидкость-газ, жидкость-жидкость, твердое тело-газ. Рассмотрим механизм возникновения поверхностного натяжения. Молекула внутри вещества (1) окружена такими же молекулами со всех сторон, а молекула, находящаяся на поверхности (2), окружена «своими» молекулами только с одной стороны, а с другой находятся молекулы другой фазы (рис.1). При таком условии молекулярные силы, действующие на молекулу (2), оказываются неуравновешенными, их равнодействующая R направлена вглубь жидкости перпендикулярно к её поверхности.

Рис.1. Механизм возникновения поверхностного натяжения

 

Таким образом, молекулы на поверхности обладают дополнительной

потенциальной энергией по сравнению с молекулами в объеме, т.е. поверхностной энергией. Величина этой энергии пропорциональна площади поверхности. Чтобы создать поверхность раздела фаз площади S, необходимо совершить работу, равную

(1)

где - коэффициент пропорциональности или коэффициент поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение измеряется в . В старой системе , .

Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения численно равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности при постоянной температуре и давлении на единицу. Коэффициент поверхностного натяжения

зависит от вида контактирующих фаз, концентрации, температуры и т.д.

С увеличением температуры величина поверхностного натяжения уменьшается и становится нулем при увеличении температуры до критической (Критическая температура - эта та температура, начиная с которой ни при каком давлении нельзя превратить газ в жидкость. Для воды это 374С^о).
Наиболее известная эмпирическая зависимость поверхностного натяжения от температуры была предложена Лорандом Этвёшом, так называемое правило Этвёша.

Зависимость коэффициента поверхностного натяжения от концентрации раствора определяется по эмпирическому уравнению Б.А.Шишковского:

(2)

где: - поверхностное натяжение растворителя (воды);

- поверхностное натяжение растворенного вещества (ПАВ);

С – концентрация раствора, моль/л;

В – константа;

К – удельная капиллярная постоянная.

Поверхностное натяжение является причиной капиллярных явлений, явлений смачивания и не смачивания, оно является важным фактором многих технологических процессов. Например, для извлечения минералов из руды используют флотацию (продувание воздуха через суспензию руды).

 

2. Способы определения поверхностного натяжения

 

Способы определения поверхностного натяжения делятся на статические и динамические. В статических методах поверхностное натяжение определяется у сформировавшейся поверхности, находящейся в равновесии. Динамические методы связаны с разрушением поверхностного слоя. В случае измерения поверхностного натяжения растворов (особенно полимеров или ПАВ) следует пользоваться статическими методами. В ряде случаев равновесие на поверхности может наступать в течение нескольких часов (например, в случае концентрированных растворов полимеров с высокой вязкостью). Динамические методы могут быть применены для определения равновесного поверхностного натяжения и динамического поверхностного натяжения. Например, для раствора мыла после перемешивания поверхностное натяжение 0,058 Дж/м², а после отстаивания — 0,035 Дж/м². То есть поверхностное натяжение меняется. До установления равновесного оно будет динамическое.

Статические методы:

· Метод поднятия в капилляре (капиллярный метод)

· Метод Вильгельми

· Метод лежачей капли

· Метод определения по форме висячей капли.

· Метод вращающейся капли

Динамические методы:

· Метод Дю Нуи (метод отрыва кольца).

· Сталагмометрический, или метод счета капель.

· Метод максимального давления пузырька.

· Метод осциллирующей струи

· Метод стоячих волн

 

Капиллярный метод

 

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 2. Основной её элемент – капилляр 2, опущенный одним концом в пробирку 1 с исследуемой жидкостью, которая его смачивает. Поворачивая трёхходовой кран 3, можно позволить воздуху в капилляре сообщаться либо с атмосферой, либо с сильфоном 4 и открытым водяным манометром 5. Когда давление воздуха в капилляре равно атмосферному, исследуемая жидкость в нём поднимается на некоторую высоту h над поверхностью в пробирке, образуя вогнутый мениск. Создавая при помощи сильфона 4 над мениском избыточное по сравнению с атмосферным давление, измеряемое манометром 5, можно добиться того, что уровни жидкости в капилляре 2 и пробирке 1 сравняются. Тогда лапласово давление и давление воздуха над мениском равны, то есть

, (3)

где d – диаметр капилляра, H – разность уровней в коленах манометра,

– плотность манометрической жидкости.

Величина является постоянной для данной установки, поэтому, вычислив её, можно найти по формуле

(4)

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Измерительным микроскопом определить внутренний диаметр капилляра восемь раз, поворачивая окуляр микроскопа со шкалой. Записать данные измерений в табл.1.

Таблица 1

№ опыта									среднее
d, мм	1,49	1,48	1,46	1,46	1,46	1,46	1,48	1,48	1,471

Определить средний диаметр капилляра. Он будет равен d=1,471×10^{-3 м.}

2. Вычислить постоянную К и её абсолютную погрешность.

Плотность манометрической жидкости берется из табличных данных для воды при температуре 20 ⁰С. Она равна =998,23 кг/м³.

Ускорение свободного падения: g=9,81 м/с².

Рассчитать значение коэффициента К для данного прибора:

Определим абсолютную погрешность измерений диаметра капилляра (табл.2).

Таблица 2

№									среднее
d, мм	1,49	1,48	1,46	1,46	1,46	1,46	1,48	1,48	1,471
	0,019	0,009	0,011	0,011	0,011	0,011	0,009	0,009	0,09

Таким образом абсолютная погрешность измерений диаметра капилляра составляет .

 

3. Нижний конец капилляра опустить в стакан с исследуемым раствором, как показано на рис. 2.

4. Повернуть кран 3 так, чтобы капилляр сообщался с атмосферой. Под действие поверхностного натяжения уровень жидкости в капилляре поднимется на уровень h.

5. Соединить краном 3 капилляр с манометром и с помощью сильфона выровнять уровни жидкости в пробирке и в капилляре. Отсчитать разность уровней жидкости в коленах манометра H в м.

6. Повторить измерения 10 раз. Записать данные в табл.3.

Таблица 3

№ опыта	H, м
	0,027	0,07025	0,0
	0,029	0,07546	-0,00521
	0,025	0,06505	0,0052
	0,027	0,07025	0,0
	0,028	0,07286	-0,00261
	0,027	0,07025	0,0
	0,027	0,07025	0,0
	0,026	0,06765	0,0026
	0,027	0,07025	0,0
	0,027	0,07025	0,0
	среднее	=0,07025

 

6. Вычислить по формуле (4) коэффициент , найти его абсолютную и относительную погрешности.

Абсолютное значение определяется с учетом коэффициента Стьюдента при 95% значимости по формуле

Относительная погрешность составит

8. Повторить все измерения для спирта и раствора поваренной соли. Сравнить найденные значения коэффициентов поверхностного натяжения с табличными.

 

Сталагмометрический метод

 

Сталагмометрический метод является одним из самых простых методов измерения поверхностного натяжения жидкостей. В основе этого

метода лежит закон, согласно которому масса капли, отрывающейся от пипетки, пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения.

 

Под действием поверхностного натяжения свободная поверхность капель жидкости стремится принять шарообразную форму, соответствующую наименьшей поверхностной энергии и наименьшей площади свободной поверхности. Их форма тем ближе к шаровой, чем меньше вес капель. При вытекании жидкости из капиллярной трубки размер капли постепенно растет.

Рис.3. Процесс образования капли

Перед отрывом капли образуется шейка, диаметр которой несколько меньше диаметра капиллярной трубки (рис.3). По окружности шейки капли действуют силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю. По мере увеличения размера капли растет сила тяжести , стремящаяся оторвать ее. В момент отрыва капли она равна результирующей силе поверхностного натяжения (5)
(6)

Отсюда следует, что, измеряя массу одной капли и зная диаметр шейки капли, можно вычислить коэффициент поверхностного натяжения:
(7)

 

Сталагмометр СТ-2 предназначен для определения поверхностного натяжения методом определения объема капель как на границе раствор - воздух, так и на границе раствор - антиполярная жидкость. Фотография установки представлена на рис.4.

Рис.4. Фотография сталагмометра СТ-2

Основной частью сталагмометра является микрометр 1, с помощью которого определяется объем выдавливаемых капель. Микрометр прикреплен к корпусу 2 и может свободно перемещаться по стойке 3. Положение микрометра фиксируется винтом 4. К корпусу 2 прикрепляется корпус медицинского шприца 5 с иглой, верхний конец которого прикреплен к пружине 6, благодаря чему исключается самопроизвольное перемещение поршня. Принцип действия сталагмометра заключается в равномерном выдавливании капель исследуемой жидкости за счет вращения микроэлектродвигателя 9 и передачи вращения через зацеп 8. С помощью микрометра 1 фиксируется объем жидкости.

 

2.2.1. Определение поверхностного натяжения на границе раствор-воздух

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Измерить плотность исследуемого раствора с помощью пикнометра или ареометра.

2. Заполнить корпус медицинского шприца 5 исследуемым раствором. Опустить двигатель 9 до состояния полного зацепления. Включить электродвигатель и после появления нескольких капель с иглы выключить двигатель и зафиксировать показания микрометра 1.

3. Включить электродвигатель, произвести отсчет 10-20 капель, выключить двигатель. Записать показания микрометра 1 в табл.4.

Таблица 4

№ опыта	Число капель	Показания микрометра	, Н/м
, мм	, мм	, мм
		46,15	45,39	0,76	0,0929
		43,00	42,22	0,78	0,0954
		42,22	40,68	1,54	0,0941
		40,68	39,15	1,53	0,0935
		42,00	40,46	1,54	0,0941

Вычислим поверхностное натяжение по формуле

(8)

Где постоянная определяется по формуле (9)

Для сталагмометра СТ-2: диаметр шприца D=15,8 мм, площадь S=1,96.10^{-4 м2}, при диаметре отверстия иглы d=0,5 мм

Н/м

4. Определим абсолютную и относительную ошибку определения поверхностного натяжения. Все вычисления занести в табл.5.

Таблица 5

№ опыта
	0,0929	0,0011
	0,0954	-0,0014
	0,0941	-0,0001
	0,0935	0,0005
	0,0941	-0,0001
среднее	=0,0940

 

Абсолютное значение определяется с учетом коэффициента Стьюдента при 95% значимости по формуле

Относительная погрешность составит

5. Повторить все измерения для спирта и раствора поваренной соли. Сравнить найденные значения коэффициентов поверхностного натяжения с табличными

 

2.2.2. Определение поверхностного натяжения на границе раствор - антиполярная жидкость

1. Измерить плотность исследуемого раствора и антиполярной жидкости (керосин, бензол или др.) с помощью пикнометра или ареометра.

2. Заполнить корпус медицинского шприца 5 исследуемым раствором, а антиполярную жидкость налить в стаканчик.

3. Опустить установку, чтобы игла вошла в стаканчик с антиполярной жидкостью. Включить электродвигатель и после появления нескольких капель с иглы выключить двигатель и зафиксировать показания микрометра 1.

4. Включить электродвигатель, произвести отсчет 10-20 капель, которые осаждаются в стакане с антиполярной жидкостью и выключить двигатель. Записать показания микрометра 1 в табл.6.

Таблица 6