Определение поверхностного натяжении

В экспериментальной части курсовой работы необходимо определить поверхностное натяжение воды и растворов ПАВ.

Любая жидкость характеризуется поверхностным натяжением. На молекулы жидкости, находящиеся на поверхности, действует равнодействующая сил межмолекулярного взаимодействия, направленная внутрь жидкости. Величина этой равнодействующей сил межмолекулярного взаимодействия, отнесенная к единице площади поверхности, называется поверхностным натяжением.

Существуют различные методы определения поверхностного натяжения:

– по определению высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке;

– по определению массы капель жидкости при медленном вытекании ее с конца вертикальной капиллярной трубки (сталагмометра);

– методом Ребиндера.

В данной курсовой работе поверхностное натяжение определяем методом Ребиндера.

Определение поверхностного натяжения методом Ребиндера или методом выдавливания пузырька основано на измерении давления (или перепада давлений), которое необходимо для проталкивания пузырьков воздуха через поверхность жидкости. Чем больше поверхностное натяжение, тем это давление больше

Рис.2.

Схема прибора для определения поверхностного натяжения.

Прибор состоит (рис.2) из сосуда (1), куда наливают воду или раствор. Этот сосуд закрыт пробкой (2) со вставленным в нее капилляром (3). Отводная трубка (4) сосуда соединена с тройником (5), к которому присоединены делительная воронка (6) и вертикальный манометр (7).

При выпускании воды из делительной воронки во всей системе создается разрежение, которое измеряется манометром. Под влиянием действующего разрежения воздух поступает в капилляр и продавливается в жидкость. Наибольшее давление отвечает моменту, когда радиус пузырька равен радиусу капилляра. Это наибольшее давление фиксируется по максимальному подъему жидкости в манометре (Н).

Для изучения влияния добавок ПАВ на кинетику твердения гипсового теста необходимо определять пластическую прочность гипса.

Одной из важнейших структурно-механических характеристик минеральных вяжущих как вязкоупругих систем является пластическая прочность. Вязкоупругие системы вначале твердения способны деформироваться под влиянием нагрузок. Скорость деформации зависит от напряжения сдвига. В твердеющем вяжущем тесте, состоящем из твердой дисперсной фазы, жидкой дисперсной фазы, существует контакт «газ-жидкость-твердое тело». Разрыв сплошности контакта приводит к разрушению системы. Напряжение сдвига, при котором происходит разрыв сплошности контакта, называется предельным напряжением сдвига или пластической прочностью.

Одним из основных методов определения пластической прочности является определение с помощью конического пластометра МГУ.

Конический пластометр МГУ, предназначенный для исследования предельного напряжения сдвига путем пенетрации (вдавливания) в материал металлического конуса. Устроен следующим образом (рис.3).

Конус (1), соединенный с рычагом (2) и индикатором (3) (детали соединения опущены), погружается в твердеющую дисперсию на определенную глубину, которую можно регулировать, изменяя массу груза на чашке. На рабочей части рычага подвешена чашка (6). Расстояние от точки подвеса рычага к стойкам (8) до точки подвеса чашки (длина большого плеча рычага аd) в наших исследованиях фиксировано. Малое плечо рычага ав, т.е. расстояние от оси цапф подвески до центра истока конуса, также неизменно.

В ненагруженном состоянии рабочая часть рычага уравновешивается противовесом (9) так, чтобы рычаг находился в безразличном равновесии и самопроизвольно не изменял своего положения

Подвижный столик (10) укреплен на основании (11) прибора и предназначен для приведения в контакт поверхности дисперсии и острия конуса, а также для удобства работы с дисперсиями.

Рис.3. Схема рычажного пластометра Ребиндера.

При работе с коническим пластометром следует соблюдать такую последовательность операций:

1. Проверьте комплектность прибора.

2. Освободите рычаг, повернув стопорный винт на 3-4 оборота против часовой стрелки. Рычаг при этом должен остаться в равновесии.

3. Поворачивайте стопорный винт по часовой стрелке до тех пор, пока большая стрелка индикатора не совместится с цифрой "О", а малая с цифрой "2" или "3".