Определение поверхностного натяжения методом счета капель
пропорционален поверхностному
натяжению жидкости ( ) и радиусу пипетки (R) , т. е.
m
- масса капли исследуемой жидкости.
Процесс
измерений прост и состоит их двух этапов. На первом этапе определяется радиус
пипетки (сталагмометра). Величина радиуса вычисляется по результатам измерения
веса капли какой-либо стандартной жидкости, например, дистиллированной воды.
Для измерения радиуса не используются какие-либо дополнительные измерительные
инструменты, такие как микрометр, поскольку величина радиуса в формуле (1) лишь
приближенно отражает действительные размеры используемой пипетки. (Причины
такого положения дел будут пояснены далее.)
Второй
этап состоит в том, что из пипетки выдавливается несколько капель исследуемой
жидкости в посуду для взвешивания. Первая капля не должна попасть в число
взвешиваемых. Далее взвешиванием на весах определяется общий вес капель.
Важным
является процесс формирования отдельной капли. Формировать каплю быстро
недопустимо, так как результат последующего измерения будет недостоверен из-за
того, что сила инерции поступающей жидкости оторвет каплю раньше времени.
Медленно же формировать каплю не рационально. Обычно поступают следующим
образом: каплю формируют быстро, но на последней стадии формирования (до ее
отрыва от пипетки) замедляют процесс. Капля должна оторваться при очень
медленном поступлении жидкости.
исследуемой пробы равно 20 дин/см. Это связано
с тем, что вышеупомянутая формула не совсем верно отражает существующее
положение дел. Лонштейн, а затем Гаркинс и Браунс еще в начале века показали,
что лучшими показателями обладает формула:
3;
V
- объем капли.
В
таблице 1 показаны значения поправок F для различных V/R3 натяжением дают значение на 40% меньше
действительного размера пипетки.
V/R3
|
F |
V/R3
|
F |
V/R3
|
F |
58,1 |
0,215 |
2,3414 |
0,2635 |
0,816 |
0,255 |
24,6 |
|
2,0929 |
|
0,771 |
|
17,7 |
0,2305 |
1,8839 |
|
0,729 |
0,2517 |
13,28 |
0,23522 |
1,7062 |
|
0,692 |
0,2499 |
10,29 |
0,23976 |
1,5545 |
|
0,658 |
|
8,19 |
0,24398 |
|
|
0,626 |
0,2664 |
6,662 |
0,24786 |
1,3096 |
|
0,597 |
0,2445 |
5,522 |
0,25135 |
1,2109 |
|
0,57 |
0,243 |
4,653 |
|
1,124 |
0,2632 |
0,541 |
0,243 |
3,975 |
0,25661 |
1,048 |
0,261 |
0,512 |
0,2441 |
3,433 |
|
0,98 |
0,2602 |
0,483 |
0,246 |
2,995 |
|
0,912 |
|
0,455 |
|
2,637 |
0,26224 |
0,865 |
0,257 |
0,428 |
0,2526 |
пробы. Расчеты по определению радиуса
пипетки усложняется поправкой F, которая зависит от V/R3. Трудность
состоит в том, что в формуле (2) радиус фигурирует в 2-х местах. Вычислять его
аналитическим путем довольно сложно. В связи с этим лучше знать действительные
геометрические размеры пипетки, предварительно измеренные микрометром.
Измеренный радиус следует использовать только для вычисления поправки F. Таким
образом, радиус по формуле (2) вычисляется довольно просто:
ст - поверхностное натяжение стандартного раствора.
При
вычислениях поверхностного натяжения исследуемого раствора применяется тот же
принцип: радиус, измеренный микрометром, применяется только для вычисления
поправки.
|