2.2 Зерттеу әдістері
2.2.1 Беттік керілуді анықтау әдісі
Жетілдірілген Вильгельм тәсілі бойынша керілуді өлшеу әдістемесі мен құралдары.
Бұл әдіс тік табақшаның сұйыққа тартылу күшін өлшеуіне негізделген.
Беттік керілуді өлшеу құралының (1 – сурет) негізгі бөлшегі шыны немесе платина табақшасы (1). Ол торизон таразының (2) табағының орнына жіңішке шыны таяқша (3) арқылы ілінеді. Өлшеу табақшасы ретінде микроскопиялық зерттеулерге арналған өлшемі 24х24х0,1 мм шыны немесе қалындығы 0,06 мм платина фольгасынан жасалған табақша қолданылады. Беттік керілуін өлшеу нәтижесі дұрыс шығу үшін табақшаның бетін қырнап тегістейді.
Температурасы бір қалыпты тұратын шыны ұяшыққа (4) зерттелетін сұйықты құйып , тік кремальерада (6) орналасқан жылжымалы үстелшеге (5) қояды. Температураны бірқалыпты шамада U-2 термостат көмегімен ұстайды. Үстелше тұрақты болуы керек әрі жеңіл жылжуы қажет.
Вильгельм тәсілін тәжірибеде қолдану үшін келесі шарттарды орындау керек: 1- тұрақтылық, 2-өлшеу табақшасының төменгі шеті зерттелетін сұйықтын бетімен дәлме-дәл параллель болу қажет; 3-табақша мен ұяшық өте таза болуы керек (ыстық хром қоспасымен жуып, дистилденген сумен шаяды).
Өлшеулерді жүргізу реті
1. Ұяшыққа эталон сұйығын (дистилднеген су) құяды да, термостат арқылы тиісті температураны қояды.
2. Табақша ілінген таразыны тепе-тендікке келтіреді. Таразының көрсетуі құрғақ табақшаның салмағы деп табылады да, тәжірибенің бастапқы мағынасы болады.
3. Табақшаның төменгі шеті зерттелетін сұйықтың бетіне тигенше үстелшені жылжытып көтереді. Табақша сұйық бетіне тиген кезде сұйыққа беттік күштері арқылы тартылады. Таразыны теңестіріп, Рх- мағынасын жазады.
4. БАЗ- дың молекулалары адсорбцияланған кезде алғашында беттік керілудің жоғары санына қарай табақша ерітіндіге кенет тартылады, содан кейін σ күштері төмендеп, табақша сұйықтан шығады. Бұл жағдай табақшаның Рх салмағының өзгеруіне көрінеді. Сондықтан, Рх мағынасын әр τ уақытында өлшейді, яғни σ тепе-теңдік шамасына жеткенше беттік керілу күштерінің өзгеру кинетикасын үздіксіз ұзақ уақыт бақылауға болады.
Рх мағынасы σ –ның және пластинканы итеріп шығаратын гидростатикалық күштің мағынасына тәуелді.
Тәжірибе нәтижелерін өңдеу
Табақшының механикалық тепе-теңдік шарты бойынша беттік керілуді есептеу үшін келесі теңдеуді қолдануға болады:
(дин/см
немесе мН/м)
мұндағы Р- табақшаның салмағы; s- табақшаның көлденең қима ауданы; l-оның ені; b-қалындығы (b << l); h- бату тереңдігі; d-зерттелетін сұйықтын тығыздығы.
Беттік керілуі баяу төмендейді (табақша судан шамалы шығады), сондықтан шеттік жұғу бұрышы әр уақытта ең кіші жұғу бұрышы болады, ол 0-ге тең деп алынады. (Қырнап тегістелген табақшаны қолдану жұғудың σ- ға әсерін жояды).
Зерттелетін сұйық сулы ерітінді болғандықтан, оның тығыздығын судың тығыздығына (d=1) тең деп есептеуге болады. Онда беттік керілу мағынасы келесі формуламен есептеледі:
σх =(σ0 * P x )/P0
мұндағы σо -берілген температурадағы судың беттік керілуі (мН/м); Ро -табақшаның суға тартылу күші (мг); Рх -табақшаның ерітіндіге тартылу күші (мг); σх -ерітіндігінің беттік керілуі.
1 – сурет. Вильгельм тәсілі бойынша беттік керілуді өлшеу құралы: 1-платина(шыны) табақшасы; 2-торзион таразысы; 3-жіңішке трубка; 4-шыны ұяшығы; 5-үстелше; 6-кремальера; 7-арретир рычагы; 8-көрсеткіш тұтқасы; 9-арретир