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
!
!
!
!
Hà Nội, 9/2012
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Ngọc
MSSV: 20081898
Lớp: Hoá Dầu 1
Khoá: 53
!
I. Khái niệm.
1. Chất hoạt động bề mặt: (Surfactant, Surface active agent) là một chất làm
ướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Là chất mà phân
tử 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 chất
lỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt
làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt
vào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng
tạo đám (micelle, được dịch là mixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu
tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì các
phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nên
những 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 là
bán 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 công
thức (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.