Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Вµ максимума поверхностное натяжение быстро понижается. Далее можно заметить, что полученная изотерма недостаточно гладкая и вероятно, что здесь существенна суммарная погрешность, но при грубом рассмотрении наблюдается относительное постоянство, откуда следует предположение, что вскоре за данным участком возможен выход на равновесие, тем не менее для точного утверждения необходимо больше данных. Согласно измерениям [8] равновесное поверхностное натяжение при 25C составляет 32 мН/м.
Рис. 5. Изотерма поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; rкапилляра=0,240мм; ? = 0,99719г/мл
На изотерме поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ для 30C (рис. 6) мы видим небольшое плато вначале, затем мы наблюдаем снижение поверхностного натяжения. После зоны снижения наблюдается асимптотическое приближение к равновесию.
Рис. 6. Изотерма поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; rкапилляра=0,240мм; ? = 0,99610 г/мл
На изотерме поверхностного натяжения тройной системы для 25C (рис. 7) мы можем наблюдать наличие небольшого плато, затем поверхностное натяжение снижается, причём эта область довольно хорошо ложится на прямую линию, однако следует отметить, что для данной изотермы пришлось отбросить особенно много данных на начальном участке кривой.
Рис. 7 Изотерма поверхностного натяжения водного раствора
,0*10-3М ДАЭДМБАХ+7*10-6М ПДАДМАХ; 25C; rкапилляра=0,240мм; ? = 0,99712г/мл
На изотерме поверхностного натяжения тройной системы для 30C (рис. 8) мы практически сразу наблюдаем понижение поверхностного натяжения, после которой присутствует область, где поверхностное натяжение почти не меняется.
Сравнивая изотермы мы можем заметить традиционное общее падение поверхностного натяжения с ростом температуры. При рассмотрении раствора ДАЭДМБАХ мы обнаруживаем, что скорость понижения на начальном участке поверхностного натяжения падает с ростом температуры, в то время как сама кривая оказывается более гладкой. Впрочем последнее может быть и не связанным с изменением температуры. Рассматривая тройную систему мы обнаружим, что скорость приближения к равновесию с ростом температуры напротив увеличилась. Но в обеих системах с ростом температуры наблюдается уменьшение плато в области малых времён.
Рис. 8 .Изотерма поверхностного натяжения водного раствора
,0*10-3М ДАЭДМБАХ+7*10-6М ПДАДМАХ; 30C; rкапилляра=0,240мм; ? = 0,99488 г/мл
Если же мы станем рассматривать изотермы в контексте влияния состава, то в первую очередь мы должны обратить внимание на тот факт, что для раствора додецилсульфата натрия мы имеем форму кривой качественно отличающуюся от кривых для растворов, содержащих ДАЭДМБАХ. При рассмотрении последних при 30C мы обнаруживаем, что при добавлении ПДАДМАХ можно заметить при малых временах поверхностное натяжение падает, в то время как ближе к равновесию растёт. При 25C кривая для тройной системы более гладкая, чем в отсутствие ПДАДМАХ. При обеих температурах изотермы для тройной системы в зоне быстрейшего спуска имеют минимальный наклон.
4. Выводы
.) Методом максимального давления в газовом пузырьке измерено динамическое поверхностное натяжение водных растворов додецилсульфата натрия и ДАЭДМБАХ, а также тройной системы вода-ДАЭДМБАХ-ПДАДМАХ.
.) Поверхностное натяжение растворов традиционно уменьшается с ростом температуры и ростом концентрации ПАВ, что согласуется с полученными результатами.
.) Анализ полученных изотерм показал, что в области малых концентраций и малых времён жизни поверхности растворов додецилсульфата натрия может нарушаться электронейтральность поверхности, что приводит к увеличению поверхностного натяжения со временем. Это явление подтверждается ранее открытым эффектом Джонса - Рэя для неорганических электролитов и исследованиями поверхностной электризации, опубликованными в работе [3]
Приложение
Таблица 1. Измерение поверхностного натяжения водного раствора додецилсульфата натрия; t=25C; rкапилляра=0,409мм; V=200мл; ? = 0,99639 г/мл
собственно измерение динамического поверхностного натяженияt,секlnth,мм?, мН/м172,833433,4466,475142,639433,4466,475162,773433,4466,475172,833433,4466,475192,944433,4166,535152,708433,4166,535182,890433,4166,53521,53,068433,4166,535253,219433,3766,615313,434433,3766,615273,296433,3766,61532,53,481433,3766,615453,807433,3766,615403,689433,3766,615253,219433,3566,655363,584433,3466,67561,54,119433,3466,675513,932433,3466,675493,892433,3266,71574,54,311433,366,755904,500433,3566,6551074,673433,2866,7951334,890433,3666,6351154,745433,3466,6751655,106433,4266,5151965,278433,4366,4952905,670433,4466,4752905,670433,5166,3353645,897433,4866,3955006,215433,6766,0166756,515433,7265,9169006,802433,9465,47617747,481434,5864,197
Таблица 2. Измерение поверхностного натяжения водного раствора ДАЭДМБАХ; rкапилляра=0,240мм.
ДАЭДМБАХt=25C? = 0,99719 г/млt=30C? = 0,99610 г/млt,секlnth,мм?, мН/мt,секlnth,мм?, мН/м102,303456,5135,040102,303457,5134,07682,079456,4935,06410,702,370457,5134,07692,197456,4235,1469,22,219457,5134,076172,833456,1635,451132,565458,2533,209172,833456,1635,45114,652,684458,1833,291162,773456,1835,42812,92,557458,4532,974192,944457,4733,91420,663,028458,8132,552182,890457,4133,984172,833458,7632,611202,996457,2534,172223,091459,0332,29423,53,157457,99533,29818,52,918459,0732,247233,135457,9233,38621,53,068459,0632,259233,135457,9233,38623,53,157459,2532,036243,178458,0533,233213,045459,4231,837303,401457,9933,304223,091459,2632,025273,296458,1233,151223,091459,2632,025313,434458,0933,186202,996459,1232,189323,466458,3332,905804,382460,4930,583323,466458,5132,69325387,839460,5230,548323,466458,5732,623313,434458,9632,3764686,148459,7931,191303,401459,0732,247774,344458,6532,529333,497459,3231,954323,466458,5532,64725,53,239459,1732,130423,738458,7432,424263,258459,0532,271443,784458,8432,3069876,895460,5830,477453,807458,9432,189283,332458,1433,33826657,888459,6331,379664,190459,0432,3654416,089459,6231,743574,043459,3631,9905366,284459,5531,825614,111459,5131,8141995,293459,5531,825493,892459,5531,7671625,088459,2132,224554,007459,6631,6381995,293459,4331,966654,174459,7431,5447786,657459,5431,83755,54,016459,7131,5799576,864459,432,00113087,176460,4330,73575758,933459,21432,21916707,421460,3530,8291905,247460,6630,4543945,976460,3730,7946796,521460,3130,864954,554460,0931,1228646,76