Цель работы: определить поверхностное натяжение и вычислить парахоры двух органических жидкостей.
Приборы: сталагмометр, химические стаканчики на 100 мл.
Реактивы:две исследуемые органические жидкости.
А. И. Бачинский предложил зависимость между поверхностным натяжением жидкостей и их плотностью:
( 
ж - 
п)4 , (Л.6.1)
где 
− поверхностное натяжение; K – коэффициент пропорциональности; 
ж – плотность жидкости при температуре измерения поверхностного натяжения; 
п – плотность пара при тех же условиях.
При обычных температурах (далеких от критических) плотность жидкостей значительно больше плотности их пара, поэтому уравнение (Л.5.1) можно записать так:
ж4.
Отсюда 
. (Л.6.2)
Извлекая корень четвертой степени из обеих частей равенства (Л.6.2) и умножив правую и левую части на молярную массу, получим
. (Л.6.3)
В правой части уравнения (Л.6.3) величина постоянная и не зависит от температуры. Она получила название парахор Р (от греч. «пространство»). Отсюда
(Л.6.4)
Учитывая, что 
, где 
− молярный объем, получим
.
Парахор имеет в своей размерности объем. Следовательно, сравнение парахоров различных соединений равноценно сравнению их молярных объемов при температурах, при которых жидкости имеют одинаковую величину поверхностного натяжения.
Парахор является аддитивной величиной, то есть молярный парахор есть сумма атомных парахоров, а также парахоров отдельных связей и колец. Зная эти значения, легко вычислить парахоры разных соединений. Представим парахоры некоторых атомов, связей и колец (по Сегдену).
| Р Дж1/4∙м5/2∙кмоль-1 | Р Дж1/4∙м5/2∙кмоль-1 | ||
| Водород………….. | 30,42 ·10-4 | Бром………….. | 120,97 ·10-4 |
| Углерод………….. | 8,54 ·10-4 | Простая связь…………... | 0,00 |
| Кислород………… | 35,58 ·10-4 | Двойная связь…………... | 41,27 ·10-4 |
| Кислород для эфирной связи........ | 32,73 ·10-4 | Тройная связь…………... | 82,90 ·10-4 |
| Кислород в гидроксид-ионе. | 23,66 ·10-4 | Трехчленное кольцо………… | 29,71 ·10-4 |
| Азот…………........ | 22,24 ·10-4 | Четырехчленное кольцо………… | 20,64 ·10-4 |
| Хлор…………….... | 96,60 ·10-4 | Шестичленное кольцо………… | 10,85 ·10-4 |
| Сера……………… | 85,75 ·10-4 |
Возможны отклонения от аддитивности. Присоединение двух или более отрицательных групп X (Cl, CN, COOR, OR и т. п.) к одному и тому же атому (С, N, S) уменьшает парахор в среднем для CHX2 на 5,34·10-4, для CHX3 на 10,67·10-4 и для CX4 на 16,01·10-4 единиц.
Порядок выполнения работы
1. Измеряют поверхностное натяжение двух органических веществ, указанных в задании, сталагмометрическим методом (см. работу №1 часть1).
2. Рассчитывают парахоры для исследуемых жидкостей по формуле (Л.6.4)
3. Рассчитывают, используя свойство аддитивности, парахоры для исследуемых жидкостей.
4. Сравнивают теоретические и расчетные значения величин парахоров.
5. Используя приведенные табличные данные, рассчитывают парахоры воды, бензола, анилина и нитробензола.
6. Отчет оформляется в соответствии с требованиями к оформлению отчетов.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 614.
