Файл: Первое высшее техническое учебное заведение россии министерство науки высшего образования российской федерации.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 29
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и физической химии
Отчет
По дисциплине Химия, часть 2
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы: Исследование поверхности раздела фаз: раствор ПАВ-воздух
Выполнил: студент гр. НГС-21-2 Куркина Ю.Р.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Оценка:
Дата:
Проверил:
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург 2023
Цель работы: на основании изотермы поверхностного натяжения и изотермы адсорбции определить постоянные уравнения Шишковского, рассчитать предельное значение удельной адсорбции ПАВ, площадь, занимаемую одной молекулой и ее длину.
Экспериментальная часть
Ход работы: В качестве ПАВ использовался изопропиловый спирт (10%). Далее по 4 мерным колбам отлито по 20 мл дистиллированной воды, после чего в колбу №1 добавили 20 мл изопропилового спирта (10%) и перемешали. Из мерной колбы №1 отобрали 20 мл полученного раствора и отлили во колбу №2, получив в 2 раза более разбавленный раствор. Аналогично разбавляя в 2 раза, получили растворы в колбах №3 и №4.
Измерение поверхностного натяжения при помощи тензиометра: раствор ПАВ из колб налил в ячейку, поставил ее на столик тензиометра, поднял столик таким образом, что подвешенное кольцо полностью погрузилось в раствор ПАВ, и, медленно опуская столик с ячейкой, наблюдал натяжение жидкости на кольцо и снимал показания тензиометра.
Экспериментальные данные
| Наименование ПАВ | Изопропиловый |
| Химическая формула ПАВ | C5H11OH |
| Массовая доля ПАВ в исходном растворе ω, % | 2 |
| Температура °С | 25 oC |
Результаты измерения поверхностного натяжения растворов
| № | Проба | Поверхностное натяжение, мН/м | |||
| σ1 | σ2 | σ3 | σ среднее | ||
| 1 | Н2О | 60,0 | 60,0 | 60,6 | 60,20 |
| 2 | ω/16 | 58,8 | 58,8 | 59,1 | 58,90 |
| 3 | ω /8 | 52,9 | 53,0 | 53,2 | 53,03 |
| 4 | ω /4 | 46,0 | 45,6 | 46,1 | 45,90 |
| 5 | ω /2 | 37,9 | 37,9 | 37,7 | 37,83 |
| 6 | ω | 28,7 | 28,7 | 28,9 | 28,77 |
Обработка экспериментальных данных
Рисунок 1. Зависимость
Поверхностное натяжение
воды, при условии, что в лаборатории на момент проведения измерений температура составляла 25 oC, то:| Т, K | 0, мН/м |
| 298 | 71,97 |
Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ
| № | ω, % | d, г/см3 | С, моль/л | σ, мН/м |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 71,97 |
| 2 | 0,125 | 0,99977 | 0,0142 | 58,9 |
| 3 | 0,25 | 0,99953 | 0,0284 | 53,03 |
| 4 | 0,5 | 0,99906 | 0,0568 | 45,9 |
| 5 | 1 | 0,99812 | 0,1134 | 37,83 |
| 6 | 2 | 0,99624 | 0,2264 | 28,77 |
Рисунок 2 – Изотерма поверхностного натяжения
Определим коэффициенты уравнения Шишковского
Заполним таблицу данных для определения констант уравнения Шишковского
| № | , мН/м | С, моль/л | K | b |
| 1 | 65 | 0,00932 | 1,16 | 65,45 |
| 2 | 60 | 0,01704 | 1,22 | 93,43 |
| 3 | 55 | 0,02602 | 1,33 | 121,96 |
| 4 | 50 | 0,03698 | 1,77 | 154,65 |
| 5 | 45 | 0,05160 | 4,96 | 190,26 |
| 6 | 40 | 0,07744 | 0,14 | 211,99 |
| 7 | 35 | 0,20553 | 0,70 | 131,56 |
| | | | Kср = 1,61 | bср = 138,47 |
Предельная адсорбция ПАВ на поверхности (a):
Заполним таблицу
| № | i, мН/м | Сi, моль/л | (dσ/dC)i | yi | Гi, ммоль/м2 |
| 1 | 65 | 0,00932 | -692,014 | 6,4496 | 0,0026 |
| 2 | 60 | 0,01704 | -604,553 | 10,3016 | 0,0042 |
| 3 | 55 | 0,02602 | -509,925 | 13,2682 | 0,0054 |
| 4 | 50 | 0,03698 | -404,790 | 14,9691 | 0,0060 |
| 5 | 45 | 0,0516 | -282,272 | 14,5652 | 0,0059 |
| 6 | 40 | 0,07744 | -115,281 | 8,9273 | 0,0036 |
| 7 | 35 | 0,20553 | -222,022 | 45,6322 | 0,0184 |
Рисунок 3 – Изотерма адсорбции (2 последних точки были удалены из аппроксимации)
Откуда,
.6. Площадь, занимаемая одной молекулой ПАВ по уравнению:
7. Рассчитаем длину молекулы 2% изоамилового спирта (C5H11OH) по уравнению:
Вывод:
В ходе данной лабораторной работы проведен анализ поверхности раздела фаз: раствора ПАВ-воздух.
Построен график изотермы адсорбции (рисунок 1). Найдены значения постоянных параметров в уравнении Шишковского, принимающего вид. Далее, рассчитав значения удельной адсорбции для построения графика изотерму адсорбции, найдена предельная удельная адсорбция:
.Вычислена площадь, занимаемая одной молекулой ПАВ:
= 
,
Также вычислена длина молекулы 2% изоамилового спирта (C5H11OH):
=
.