Tehnološki fakultet u Tuzli

Određivanje napetosti površine stalagmometrijski.

Huso Jašarević

Uvod

Karakteristično svojstvo tekučina je njihova napetost površine, koja je u vezi s kohezijom molekula.Sile koje djeluju na molekulu unutar tekućine u svim su smjerovima jednako jake tako da je rezultanta tih sila unutar tekućine jednaka nuli. Kod molekula koje se nalaze na površini te se sile ne kompenziraju plinskom fazom, pa tako na te molekule djeluju sile koje su usmjerene u unutrašnjost tekućine.Time tekućina pokazuje nastojanje da ima što je moguće manji broj molekula na površini. Svako povećanje površine vezano je uz savladavanje tih sila. Sila koja djeluje protiv povećanja površine naziva se napetost površine.Napetost površine relativno lako se mjeri za granične slojeve: tekućina-plin i tekućina-tekućina, dok je određivanje napetosti površine čvrste faze u kontaktu sa plinom ili tekućinom mnogo složenije.Veličina sile koja djeluje okomito na jedinicu dužine površine, a pod čijim uticajem tekućina teži da smanji svoju površinu naziva se napetost površine.Sila napetosti površine je:

rF 2

r – radijus kapilareσ – napetost površine tekućineU praksi se primjenjuje određivanje relativne vrijednosti napetosti površine (u odnosu na neku tekućinu čija je vrijednost napetosti površine poznata).Ako ispitivana tekućina ima n1 kapi u volumenu kapilare V, a standardna tekućina u istom volumenu n2 kapi onda je:

21

12

2

1

n

n

21

1221

n

n

gdje je: n – broj kapi ρ - gustina

Kao standardna tekućina obično se koristi voda.

Zadatak vježbe

Odrediti napetost površine stalagmometrijski.

Metoda rada

Stalagmometar je trbušasta pipeta na čijem se donjem dijelu nalazi kapilarna cijev zaravnjena dna, koja omogućava otkapavanje. Ispod i iznad trbušastog dijela pipete postoje oznake koje definiraju volumen tekućine što iskapava iz stalagmometra.U čist stalagmometar se otpipetira ispitivana tekućina i brzina kapanja podesi tako da se kapi otkidaju samo uslijed vlastite težine. Kada se meniskus tekućine spusti do gornje oznake započinje brojanje kapi i traje sve dotle dok meniskus tekućine ne dostigne donju oznaku na

stalagmometru. Postupak ponoviti najmanje tri puta za svaku ispitivanu tekućinu, a za proračun uzeti aritmetičku sredinu tako dobivenih podataka.

Proračun

Da bi se izračunala napetost površine ispitivane tekućine potrebno je poznavati i gustoću ispitivane tekućine kao i standardne tekućine. Gustina se određuje piknometrom. Potrebno je očitati „sobnu temperaturu“ kako bi se mogle iz tablica očitati vrijednosti gustine i napetosti površine za vodu (kao standard) na odgovarajućoj temperaturi.

Za ispitivanu tekućinu kao i za standardnu pojedinačne i srednja vrijednost broja kapi, kao i vrijednost gustoća prikazuju se tabelarno:

Tabela 1.

T = ºC broj kapi H2O n1 n2 n3

broj mjerenja1 93 101 96 952 94 103 94 953 93 101 94 97sred. vrijednost 93 102 95 96gustina ρ 0,99732 1,0354 1,0069 1,064

Na osnovu srednje vrijednosti broja kapi i podataka o gustini izračunava se napetost površine ispitivane tekućine prema datoj jednačini.

σ2 = 0,007212 Nmn° = 93ρ2 = 0,99732 gr/cm3

Tekučina 1n1 = 102ρ1 = 1,0354 gr/cm3

σ1 = 0,007212 Nm 93 * 1,0354 gr/cm 3 = 0,006827 Nm 102 * 0,99732 gr/cm3

Tekučina 2n1 = 95ρ1 = 1,0069 gr/cm3

σ1 = 0,007212 Nm 93 * 1,0069 gr/cm 3 = 0,007128 Nm 95 * 0,99732 gr/cm3

Tekučina 3n1 = 96ρ1 = 1,064 gr/cm3

σ1 = 0,007212 Nm 93 * 1,064 gr/cm 3 = 0,007452 Nm 96 * 0,99732 gr/cm3