BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH II BÀI 8: ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT

(Surfactant, Surface active agent) là một chất làmướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Là chất mà phântử của nó phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước.Chất hoạt động bề mặt được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chấtlỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặtlàm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH II BÀI 8: ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HỮU CƠ HOÁ DẦU & BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH II BÀI 8: ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Ngọc MSSV: 20081898 Lớp: Hoá Dầu 1 Khoá: 53 Hà Nội, 9/2012 I. Khái niệm. 1. Chất hoạt động bề mặt: (Surfactant, Surface active agent) là một chất làmướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Là chất mà phântử của nó phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước. Chất hoạt động bề mặt được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chấtlỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặtlàm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt hóa bề mặtvào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướngtạo đám (micelle, được dịch là mixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầutạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì cácphân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nênnhững hình dạng khác nhau. 2. Sức căng bề mặt: • Sức căng bề mặt được là lực căng trên một đơn vị chiều dài cắt ngang bề mặt. Trong hệ đo lường quốc tế, sức căng bề mặt được đo bằng Newton trên mét (N/m). • Cũng có thể định nghĩa sức căng bề mặt là công cơ học thực hiện khi lực căng làm cho diện tích bề mặt thay đổi một đơn vị đo diện tích. II. Mục đích thí nghiệm: • Thực hành một trong những phương pháp đo sức căng bề mặt của một dung dịch chất hoạt động bề mặt. • Mang lại cho sinh viên khả năng quan sát thực tế và thao tác trên thiết bị chuyên dụng. • Trong Nội dung thí nghiệm là phương pháp tách vòng. III. Ý nghĩa bài thí nghiệm: • Các chất hoạt động bề mặt và chất tẩy rửa được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống và trong công nghiệp. • Chỉ tiêu quan trọng của các chất HĐBM và CTR lại là sức căng bề mặt, và chỉ tiêu này càng giảm thì khả năng tẩy rửa càng tăng. • Do đó nghiên cứu và đo đạc thông số này mang lại rất nhiều ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu, chế tạo và sử dụng các chất HĐBM và CTR. IV. Các phương pháp đo SCBM của chất lỏng: 1. Phương pháp dâng mao quản Định nghĩa: dựa vào sự chênh lệch mức nước bên ngoài và bên trong mao quản, khi tao nhúng một ống nhỏ(mao quản) vào trong dung dịch thì dung dịch sẽ dâng lên trong ống và tạo ra độ chênh lệch giữ chiều cao mức chất lỏng trong và ngoài ống. Khi áp suất thủy tĩnh cân bằng với áp suất khí quyển thì chiều cao mức chất lỏng sẽ dừng lại. P = D.g.h Trong đó: • g là gia tốc trọng trường. • D là khối lượng riêng của chất lỏng • h là chiều cao của cột chất lỏng. • P là áp suất khí quyển. Ta lại có P= 2 σ/ R = D.g.h Với σ là SCBM chất lỏng R là bán kính bề mặt thoáng dung dịch trong mao quản - coi gần bằng r làbán kính mao quản. σ = D.g.h.r/2 Dùng phép đo với nước ta có: σo = Do.g.ho.r/2 Vậy σ/σ o =D.h/Do.ho σ = σo.D.h/Do.ho (1) Từ các thông số của nước có thể tra cứu được như σo và Do thay vào côngthức (1) ta sẽ tính được SCBM của dung dịch cần đo. Hiện tượng mà chất lỏng dâng cao hơn hoặc thấp hơn trong mao quản so với mặt thoáng bên ngoài gọi là hiện tượng mao dẫn. Đánh giá sai số: số liệu phụ thuộc nhiều vào thông số thí nghiệm, tính chính xác không cao. 2. Phương pháp đếm giọt. Định nghĩa: là phương pháp đo sức căng bề mặt dựa trên tính chất của giọt lỏng ở đầu ống nhỏ giọt cân bằng với trọng lượng của nó. Phương pháp tiến hành: cho một lượng chất lỏng chính xác vào ống nhỏ giọt và đếm số giọt chảy ra để xác định thể tích của một giọt. Cơ sở: khi giọt lỏng bám ở đầu ống nhỏ giọt là nhờ vào sức căng bề mặt của nó. Sức căng này lớn hơn trọng lượng của bản thân nó nên nó không rơi xuống. Khi giọt lỏng ngày càng lớn và đến khi nó bắt đầu rơi thì đó là thời điểm cân bằng giữa trọng lượng và lực của sức căng bề mặt. Do sức căng bề mặt của chất lỏng là cố định nên thể tích mỗi giọt sẽ là như nhau. Tính toán: Từ thể tích của lượng Chất lỏng và số giọt chảy ra ta sẽ kính được thể tíchcủa một giọt lỏng. Ta có P = v.D.g v là thể tích giọt lỏng D là khối lượng riêng g là gia tốc trọng trường. Lực căng bề mặt chất lỏng được đo bằng: F = 2 π .r. σ r là bán kính ống mao quản. σ Là sức căng bề mặt. Khi giọt lỏng bắt đầu rơi thì cân bằng F = P Từ đó ta có: σ= v.D.g/(2 π .r) (2) Từ công thứ (2) thì ta lại đo cho nước trước r ...