4 A. FELÜLETI FESZÜLTSÉG MÉRÉSE BUBORÉKNYOMÁSOS MÓDSZERREL

Hasonló dokumentumok
FELÜLETI FESZÜLTSÉG. Jelenség: A folyadék szabad felszíne másképp viselkedik, mint a folyadék belseje.

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1

5. Laboratóriumi gyakorlat

Optikai hullámvezető fénymódus spektroszkópia Majerné Baranyi Krisztina Adányiné Dr. Kisbocskói Nóra

AZ ALUMINUM KORRÓZIÓJÁNAK VIZSGÁLATA LÚGOS KÖZEGBEN

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

Folyadékok és gázok mechanikája

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

HETEROGÉN ELEKTROKÉMIAI RENDSZEREK EGYENSÚLYAI II. ELEKTRÓDOK

1. TRANSZPORTFOLYAMATOK

Tornyai Sándor Fizikaverseny Megoldások 1

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Áramlástan Tanszék Méréselőkészítő óra I.

Ecetsav koncentrációjának meghatározása titrálással

Számítógépek és modellezés a kémiai kutatásokban

Lencsék fókusztávolságának meghatározása

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

t [s] 4 pont Az út a grafikon alapján: ρ 10 Pa 1000 Pa 1400 Pa 1, Pa Voldat = = 8, m, r h Vösszfolyadék = 7, m

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Kétváltozós vektor-skalár függvények

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

Anyagismeret a gyakorlatban (BMEGEPTAGA0) KEMÉNYSÉGMÉRÉS

Áramlástan Tanszék

Kémiai reakciók sebessége

XV. Tornyai Sándor Országos Fizikai Feladatmegoldó Verseny a református középiskolák számára Hódmezővásárhely, április

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Villamos művek 8. GYŰJTŐSÍNEK

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Gépészeti Eljárástechnika Tanszék. Szakaszos rektifikálás mérés

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV.

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

Művelettan 3 fejezete

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Fizika I. (Mechanika, áramlástan, reológia, fénytan) előadási jegyzet Élelmiszermérnök, Szőlész-borász mérnök és Biomérnök BSc hallgatóknak

Jedlik Ányos Fizikaverseny 3. (országos) forduló 8. o A feladatlap

α v e φ e r Név: Pontszám: Számítási Módszerek a Fizikában ZH 1

Többkomponensű rendszerek I.

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

ELÕADÁS ÁTTEKINTÉSE. Környezetgazdálkodás 2. A hidraulika tárgya. Pascal törvénye. A vízoszlop nyomása

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Folyadékok és gázok mechanikája

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI II. Ismerjük fel, hogy többkomponens fázisegyensúlyokban a folyadék fázisnak kitüntetett szerepe van!

Felületi jelenségek. Gáz folyadék határfelület. γ V 2/3 = k E (T kr -T) Általános és szervetlen kémia 8. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy

VI. A tömeg növekedése.

Felületi feszültség és viszkozitás mérése. I. Felületi feszültség mérése. Felületi feszültség mérés és viszkozimetria 2. Fizikai kémia gyakorlat 1

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

6. Oldatok felületi feszültségének meghatározása. Előkészítő előadás

Kémiai egyensúly. Fizikai kémia előadások 6. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. ν j sztöchiometriai együttható

Bé ni. Barna 5. Benc e. Boton d

Elektrokémia 02. (Biologia BSc )

A Coulomb-törvény : ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) k 9 10 F Q. elektromos térerősség : ponttöltés tere :

Tiszta anyagok fázisátmenetei

Folyadékok és szilárd anyagok sűrűségének meghatározása különböző módszerekkel

Elektromosság, áram, feszültség

Fizika I. (Mechanika, áramlástan, reológia, fénytan) előadási jegyzet Élelmiszermérnök, Szőlész-borász mérnök és Biomérnök BSc hallgatóknak

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

NEDVESEDÉS (KONTAKT NEDVESEDÉS TANULMÁNYOZÁSA TENZIDOLDATOKKAL)

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Áramlástan Tanszék

t 2 Hőcsere folyamatok ( Műv-I o. ) Minden hővel kapcsolatos művelet veszteséges - nincs tökéletes hőszigetelő anyag,

Az atomok vonalas színképe

A A. A hidrosztatikai nyomás a folyadék súlyából származik, a folyadék részecskéi nyomják egymást.

ZERVES ALAPANYAGOK ISMERETE, DISZPERZ RENDSZEREK KÉSZÍTÉSE

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

TERMIKUS KÖLCSÖNHATÁSOK

Készült az FVM Vidékfejlesztési, Képzési és Szaktanácsadási Intézet megbízásából

Áramlástan Tanszék

Desztilláció: gyakorló példák

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

Kristóf Miklós: Az Áramló Térid -Plazma

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

AXIÁL VENTILÁTOROK MÉRETEZÉSI ELJÁRÁSÁNAK KORREKCIÓJA

GŐZNYOMÁS MÉRÉSE SZTATIKUS MÓDSZERREL

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Az anyagok lehetséges állapotai, a fizikai körülményektől (nyomás, hőmérséklet) függően. Az anyagokat általában a normál körülmények között jellemző

feladatmegoldok rovata

Az oldatok összetétele

8. Reológia3: összetett viselkedés

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor






FIZIKA. Ma igazán belemelegszünk! (hőtan) Dr. Seres István

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

Átírás:

4 A. FELÜLETI FESZÜLTSÉG MÉRÉSE BUBORÉKNYOMÁSOS MÓDSZERREL Az összefüggő anyagi endszeek (az ún. tömbfázisok, agy angol elneezéssel "bulk" fázisok) közötti atáfelületi étegek alkotóészei más enegetikai állapotban annak, mint a tömbfázisok belsejében léők. Ennek oka az, ogy a tömbfázis felületén (két kondenzált tömbfázis esetén a atáfelületen) a kémiai és fizikai tulajdonságokat megatáozó mikoészecskék (atomok, egyszeű és komplex ionok, molekulák agy ezekből felépülő kisebb aggegátumok) a más kölcsönös enegetikai lekötöttség miatt nagyobb enegiájú állapotban annak, mint a tömbfázis belsejében elelyezkedő azonos kémiai és fizikai felépítésű, egymásoz képest enegetikailag kiegyensúlyozott(abb) tásaik. Ebben a felületben ualkodó feszültséget atáfelületi feszültségnek () neezzük. A atáfelületi feszültség édefiníciói: a felületben, annak egységnyi osszúságú onalában ató eő (N/m), agy egységnyi nagyságú felület izotem-izoco szükséges munka (J/m 2 ) (felületi munka). eezibilis úton aló léteozásáoz A felületi feszültség tiszta - egykomponensű - fázisoknál az anyagi minőség, a őméséklet és kisebb métékben a nyomás függénye. Ha a tömbfázisok elegyek, oldatok, akko a felületi feszültség a komponensek összetételétől is számotteően függ, mégpedig annál nagyobb métékben, minél felületaktíabb az oldott komponens, az ún. tenzid, a felületaktí anyag. A tenzidek, agy felületaktí anyagok csökkentik a folyadék atáfelületi feszültségét, amit az okoz, ogy ezek mindig amfipatikus jellegű együletek, melyek osszabb szénláncú liofób (íze onatkoztata idofób) csopotot és liofil (íze onatkoztata idofil) atomot, agy öid atomcsopotot tatalmaznak. idofób csopot idofil csopot 1. ába Felületaktí anyag molekulái és koodinációi a atáfelületen 1

Az ilyen molekulák a felületen liofil (idofil) észükkel az egyik fázisba (folyadék-gőz endszeben általában a folyadékba, íz - szees folyadék endszeben a idofilebb, azaz a izes fázisba) meüle iányítottan endeződe elyezkednek el 1. ába alsó észe), így a felületen fajlagosan több leet belőlük, mint a tömbfázis belsejében. Ezek teát a felületen feldúsulnak, pozití adszopciójuk köetkezik be. Az adszopció az a jelenség, ami akko áll elő, amiko a szóban fogó komponens koncentációja a atáfelületi étegben más, mint az őket léteozó tömbfázisokban. Felületaktí molekulákat tatalmazó oldatok esetén még inkább különbözik a felületi éteg szekezete az oldatbelitől, mint a tiszta folyadékok esetében, ami - mint má említettük - a atáétegben égbemenő adszopció köetkezménye. Az adszopció folyamatában a atáfelületi éteg összetétele megáltozik. Adott őmésékleten és nyomáson magáa agya a endszet beáll az adszopciós egyensúly, ami - szigoúan dinamikus jellegű léén - azt jelenti, ogy ekko a atáfelületi étegből időegység alatt ugyanannyi anyagmennyiség táozik a tömbfázisba, mint amennyi odakeül. Folyadék almazállapotú endszeek felületi (atáfelületi) feszültségének méésée többféle módsze is kínálkozik, pl.: a kapilláis emelkedés módszee, a buboéknyomásos módsze, a sztalagmométees módsze, a leszakítási módsze és a nyugó csepp módsze. A kapilláis emelkedés (süllyedés) módszeéel a felületi feszültség megatáozását a folyadékba meülő, sugaú kapilláisban, magasa emelkedő (agy mélye süllyedő), folyadék idosztatikai nyomásának méésée ezetjük issza (2. a. ába). A ρ sűűségű folyadékoszlop idosztatikai nyomása egyensúlyt tat az R göbületi sugáal jellemezető meniszkusz (a kapilláisban léő folyadék felszínének alakja) két oldala (folyadék- és a gőzfázis) közötti nyomáskülönbséggel, agyis 2 cosθ g p. (2.1) a kapilláis és a folyadék közötti nedesítési peemszög. A felületi feszültség (2.1)-ből kifejeze: g. (2.2) 2cosΘ 2

2 2R a.) b.) c.) d.) 2. ába: Felületi feszültség méési módszeek A buboéknyomásos módszeel azt a külső nyomást méjük, amely szükséges aoz, ogy a méendő felületi feszültségű folyadékba mélysége bemátott sugaú kapilláis égén buboék képződjék 2.d. ába). Ez a nyomás a p kapilláis nyomás. Ha a buboék sugaát d-el megnöeljük, a buboék téfogata 4 2 d-el, felülete pedig 8d -el nő meg. A közben égzett téfogati munkának egyenlőnek kell lennie a felületi feszültség munkájáal: amiből a felületi feszültség: (2.4) A méése a 3. ábán látató készüléket asználjuk. Ez egy 1,5-2 dm 3 -es, alul csappal ellátott és ízzel töltött edény (1), amelynek egyik oldaláoz milliméteskálás manométe (2), a másik oldaláoz méőkapilláist (melyen kököös jel látató) tató, gumidugóal ellátott méőedény (3) csatlakozik. A méés soán az edény alján léő alsó csapon keesztül a izet lassan kifolyatjuk. Ennek atásáa csökken az edény belsejében a nyomás, és így a (4) kapilláis két ége között nyomáskülönbség áll elő. Aoz azonban, ogy az sugaú kapilláison keesztül leegőbuboék jusson a készülékbe, le kell győzni a kapilláis égén képződő sugaú buboék kapilláis nyomását és a kapilláis bemeülési mélységének megfelelő idosztatikai nyomást. Ez egyúttal a maximális nyomáskülönbség is. Lassan folyata ki a izet a (2) manométeen leolasott níókülönbség buboékolás közben mindig ugyanazon kis inteallumban áltozik, így a maximális nyomáskülönbség méető. 3

izsgált oldat 3. ába. Buboék-nyomásos felületi feszültség-méő beendezés Izibutil-alkool, íz elegy felületi feszültségének méése buboéknyomásos módszeel A méési feladat: 1. Hatáozza meg a méőkapilláis sugaát! 2. Méje meg a különböző koncentációjú izobutil-alkool - íz elegy felületi feszültségét! 3. Állapítsa meg egy ismeetlen elegy izobutil-alkool koncentációját! A gyakolat kiitelezése: A méőedénybe előszö desztillált izet töltünk a kapilláis sugaának megatáozásáa. A ízbe belemeítjük a kapilláist úgy, ogy a dugó mellett leegő ne sziáogasson be és a íz szintje a kököös jelig éjen. Ezután megkezdjük a íz kifolyatását egyenletes lassú áamban úgy, ogy a kapilláison át leetőség szeint egyenletes buboékolás alakuljon ki. A manométe maximális szintkülönbségét feljegyezzük. A kíséletet elégezzük egye nöekő koncentációjú izobutil-iz elegyekkel is. Minden újabb oldat betöltése előtt a méendő oldattal átöblítjük a méőedényt, égül megméjük az ismeetlen koncentációjú oldat felületi feszültségét. A méés égén megméjük a kapilláis bemeülési mélységét a kapilláis köjelétől a kapilláis égéig. (Ügyelni kell aa, ogy a kapilláis tiszta maadjon, met a áakodó szennyeződés megamisítja a méést.) A kapott méési adatokból kiszámítjuk az oldatok felületi feszültségét, és millimétepapíon ábázoljuk az oldatösszetétel függényében, majd az ismeetlen oldatunk koncentációját leolassuk a megajzolt kalibációs göbénkől. 4

Né:... Tcs:... Dátum:... IZOBUTIL-ALKOHOL - VÍZ ELEGYEK FELÜLETI FESZÜLTSÉGÉNEK MÉRÉSE BUBORÉKNYOMÁSOS MÓDSZERREL Észlelési- és eedménylap 1. KISÉRLETI ADATOK A felületaktí anyag:... A kisélet őméséklete: t =... o C A kapilláis bemeülési mélysége: =... m Ismeetlen: Koncentáció g. dm -3 Desztillált íz 1,25 2,5 5,0 10,0 m m Felületi feszültség, N. m -1 2. SZÁMÍTOTT ADATOK A desztillált íz felületi feszültsége: = 0,0729-1,55. 10-4 [t ( o C) -18] =... N. m -1 A kapilláis sugaa: 2, g m íz A különböző koncentációjú oldatok felületi feszültsége az alábbi összefüggéssel számítató: m, old g old 0,5 Melléklet: = f(c)diagam 5