Toshboyeva sh. K

Sirt taranglik

Kerakli asbob va reaktivlar: Stalagmometr, panjali shtativ, 1000 ml li 4 ta stakan, metil, etil va amil (C₅H₁₁OH) spirtlarining 1,0 M eritmalari.

Ishning bajarilishi: Stalagmometr vertikal holatda (2 - rasm) shtativga o’rnatiladi va suyuqlik A belgidan balandroq turgunga qadar yuqoriga so’riladi. Keyin suyuqlik kapillyardan qo’yib yuboriladi. Suyuqlik sathi yuqori A belgi bilan tenglashgandan keyin kapilyardan oqib chiqayotgan tomchilar soni hisoblab boshlanadi; suyuqlik sathi pastki B belgiga etganda hisoblash to’xtatiladi. Tajriba bir necha marta takrorlanadi.

Yuqoridagi usul bilan suv va tekshirilayotgan suyuqliklarning tomchilar soni aniqlanadi. Tekshirilayotgan suyuqliklarning sirt tarangligi quyidagi formuladan hisoblab topiladi:

1 - расм. Молекулалараро тортишув схемаси.

Suyuqlikning tushayotgan tomchisi eng kam sirtga ega bo’lgan shaklni (shar) oladi. Suyuqlik sirti qobiq kabi bo’lib, u suyuqlikni siqishga harakat qiladi. Suyuqlik sirtida bunday qobiqning (parda) hosil bo’lishi quyidagicha tushuntiriladi. Aytaylik suyuqlik ichida molekula A bor (1 - rasm). Uning atrofida sfera chizamiz. Uning radiusi molekulani atrofidagi boshqa molekulalar bilan o’zaro tortishish kuchi sezilarli bo’lgan masofaga teng. Bu o’zaro teng bo’lgan kuchlar barcha yo’nalishlarda simmetrik ta’sir qilganliklari uchun, ularni kuchi nolga teng bo’ladi. Boshqa holatda B molekula bor bo’lsin. Suyuqlik molekulalari tomonidan ta’sir qilayotgan tortish kuchi zarrachaga suyuqlikdan tashqarida ta’sir qiladigan kuchlarga teng emas, natijada bu molekulani tortish kuchi suyuqlik tomonga yo’naladi, B –molekula suyuqlik ichiga kirishga harakat qiladi. Suyuqlikning sirt qatlamidagi barcha molekulalar shu holatda bo’ladi, natijada suyuqlikda uning sirt qatlamiga normal yo’nalgan ichki bosim hosil bo’ladi.

Suyuqlik sirtida molekulalararo kuchlar bilan muvozanatlanmagan molekulalarni bo’lishi sirt qatlamda kamayishga intilayotgan erkin sirt energiyani hosil qiladi. Suyuqlik sirtida sirt taranglikka ega parda hosil bo’ladi. Suyuqlik sirtini oshirish uchun, ya’ni uning sirt tarangligini engish uchun, ma’lum miqdorda ish sarflash kerak. Suyuqlik sirtini 1 sm² ga oshirish uchun talab qilinadigan ish, sirt energiyasi o’lchovi hisoblanadi va u sirt taranglik koeffitsienti yoki sirt tarangligi deyiladi.

Sirt taranglikni nafaqat sirt birligiga to’g’ri keluvchi ish deb, balki sirtni chegaralovchi chiziqning uzunlik birligiga to’g’ri keluvchi kuch deb ham qarash mumkin.

Qaysi ta’rifdan foydalanishga bog`liq holda sirt taranglikni 1 m² ga to’g’ri keladigan Joullarda yoki 1 m ga to’g’ri keladigan Nyutonlarda ifodalash mumkin. Ularni son qiymatlari mos keladi.

Agar suyuqlik kapillyar devorlarini namlab ko’tarilsa, bu ko’tarilish sirt taranglik natijasida sodir bo’ladi. Bunda suyuqlik devorlarni namlab sirt tarangligini oshiradi, u esa sirtni kamaytirishga intiladi. Sirti kamayishi suyuqlikni ko’tarilishi evaziga sodir bo’ladi.

Erigan moddalar suyuqliklarni sirt tarangligini o’zgartiradi. Ba’zi moddalar kamaytiradi va ular sirt –aktiv yoki kapillyar –aktiv, ba’zilari esa oshiradi va ular sirt –noaktiv moddalar deyiladi.

Sirt –aktiv va sirt –noaktiv moddalarning eritma sirtidagi va ichidagi kontsentratsiyalari turlicha bo’ladi. Sirt aktiv moddalar kontsentratsiyasi sirt qatlamda baland bo’ladi, sirt noaktivlar esa eritma ichida ko’p bo’ladi.

Eritmani sirt qatlami bilan ichki qismida moddalar kontsentratsiyasini turlicha bo’lish jarayoni adsorbtsiya deyiladi. Suvni sirt tarangligini sezilarli darajada kamaytiruvchi sirt aktiv moddalarga ko’pgina oranik birikmalar kiradi: spirtlar,

aldegidlar, ketonlar, karbon kislotalar.

Yog` kislotalarning gomologik qatorida uglerod zanjiri uzunligi oshishi bilan mos ravishda sirt aktivligi ham oshib boradi, aniqroq aytganda zanjir bir CH₂ ga oshganda sirt aktivlik 3,2 marta oshadi.

Suyuqlikning sirt tarangligini tomchi usulida aniqlash
Suyuqlikni sirt tarangligini stalagmometr bilan aniqlash mumkin. Bu usul kapillyardan oqib tushayotgan tomchi massasini aniqlashga asoslangan. Tomchi massasi sirt taranglikdan cheksiz kichik miqdorda oshganda u suyuqlikdan ajraladi. Shu sababdan ham tomchi suyuqlikdan ajralganda uning massasi sirt tarangligiga teng deb qarash mumkin. Shuning uchun tajribani asosiy maqsadi tomchi massasini aniqlashdan iborat bo’ladi. Agar oqayotgan suyuqlik xajmi V ga, V hajmdagi tomchilar soni n ga, suyuqlik zichligi d ga, og`irlik kuchi tezlanishi g ga teng bo’lsa, tomchi massasi quyidagi formuladan hisoblab topiladi:

a ni o’rniga 2r ifodasini qo’yish mumkin (r - kapillyar radiusi;  - sirt tarangligi). Bundan:

2r doimiy son bo’lganligi uchun uni K deb belgilaymiz, bunda:

; bundan

Shu kapillyardan, shu hajm bilan oqib chiqayotgan suv uchun:

(2)

2 - расм. Сталагмометр

1 - кенгайиш; 2 - капилляр тешиги;

А, Б - белгилар.

bu erda: d₀ - suvning zichligi; n₀ - tomchilar soni.

Tenglama (1) ni tenglama (2) ga bo’lib hosil qilamiz:

bu erdan sirt tarangligi:

Suv uchun ₀ jadvaldan olinadi.

Spirt	Eritma kontsentratsiyasi, M	Sirt taranglik, 10^-3 J/m^2
Metil spirt	1,0
Etil spirt	1,0
Amil spirt	1,0

Laboratoriya ishi №7.1
Sirt taranglikni Rebinder usulida aniqlash.
Kerakli asbob va reaktivlar: Vakuum hosil qilish uchun aspirator, yon trubkali va tiqinli keng probirka. Spirtli monometr, 800-1000 ml. li stakan, 400-500 ml.li stakan, har bir 1 shk. 0,5^oC ga teng bo’lgan termometr (10-100 haroratgacha), keng halqali shtativ, asbest to’r, aspiratorni mahkamlash uchun halkali shtativ.

Rebinder usulida sirt taranglikni aniqlash uchun mo’ljallangan qurilmani tuzilishi. Asbob yon trubkasi (4) bo’lgan shisha idish (1) yoki keng probirkadan iborat. Monometr (5) ga ulangan idish(1)ning o/zi uchi kapillyar qilib cho’zilgan shisha trubka (2) o’tkazilgan probka (3) bilan mahkamlanadi. Trubka (4) ning qayrilgan uchi aspirator (6) ni zich qilib bekitib turadigan probkadan o’tkaziladi. Idish (1) dagi suyuqlikni kerakli haroratgacha qizdirish uchun uni suv solingan kattaroq stakanga tushiriladi va suvning harorati doimiy qilib ushlab turiladi.

Sirt taranglik nafaqat suyuqlikning tabiatiga balki haroratga ham bog`liq bo’ladi. Harorat ortishi bilan sirt taranglik kamayadi. Bu bog`liqlikni Rebinder asbobi bilan aniqlash qulaydir.

Rebinder usuli bo’yicha sirt taranglikni aniqlashda uchida kapilyari bor vertikal trubkadan suyuqlik o’tkaziladi Bunda trubkaning yuqorisidan havo yuborib turiladi. Trubkaning kopilyar qismidan havo pufakchalar ajralib chiqayotganda bosim R o’lchanadi. Tekshirilayotgan moddaning sirt tarangligi qanchalik katta bo’lsa (sirt taranglik hosil qilish uchun) pufakcha hosil qilish uchun shunchalik katta bosim kerak bo’ladi. U holda sirt taranglik bilan bosimni quyidagi formula orqali o’zaro bog`lash mumkin:

(1)

k- trubkaning kapilyar uchi radiusi bilan bog’liq bo’lgan, berilgan asbob uchun doimiy proportsionallik koeffitsienti.

Pufakcha uzilish vaqtidagi bosim monometr orqali o’lchanadi. Kapilyar doimiysini aniqlash uchun tekshirilayotgan suyuqlik sifatida dastlab sirt tarangligi ma’lum bulgan suyuqlik ishlatiladi (masalan, suv). Agar bunda pufakchaning uzilish vaqtidagi maksimal bosim R₀ ni aniqlansa, asbobning doimiysi quyidagi formula orqali hisoblab topiladi.

(2)

Asbob doimiysi hisoblab topilgandan so’ng undan tekshirilayotgan suyuqlikning turli haroratlardagi sirt tarangligini aniqlashda foydalanish mumkin.

Ishning bajarilishi: Aspiratorga rasmda ko’rsatilgandek qilib suv to’ldiriladi va tagiga chashka qo’yiladi. Tajriba boshida manometrning ikkala ustunida ham suyuqlik bir xil balandlikda turishi kerak. Idish (1) 1/4 qismigacha disstillangan suv solinadi. So’ngra uni og`zi trubka (2) o’tkazilgan probka (3) bilan berkitiladi. Bunda trubkaning kapillyar uchi idish (1)dagi suvga ozgina tushib turishi kerak.

So’ngra idish (1) rasmda ko’rsatilgandek qilib isitilgan suv solingan stakanga yarmigacha tushirib qo’yiladi. Kerakli haroratga erishilgach aspiratorning jo’mragi (7) ochiladi. Bunda kapillyar (2) uchidan chiqayotgan havo pufakchalari shunday tezlikda ajralib chiqishi kerakki, uni sanab turish mumkin bo’lsin. Pufakchalarning muayyan chastotasiga erishilgach, manometr ustunlaridagi suyuqlik sathi farqi kamida 3 marta belgilab olinadi. Olingan natijalarning o’rtacha arifmetik qiymati hisoblab topiladi. So’ngra jumrak (7) bekitiladi va stakandagi suvning harorati o’lchanadi. Darslikdagi jadval orqali tajriba o’tkazilayotgan paytdagi harorat uchun suvning sirt tarangligi qiymati topiladi. So’ngra formula (2)dan foydalanib asbobning kapillyar trubkasi doimiysi hisoblab topiladi.

Idish (1) dagi suv to’kiladi, uni va trubka (2) quritiladi, keyin esa idishga suvning o’rniga sirt tarangligi aniqlanishi kerak bo’lgan suyuqlik solinadi. Biroq bundan oldin idish (1) va trubka (2)ni shu suyuqlik bilan chayilgan bo’lishi kerak. Stakandagi suv 30^oC gacha qizdiriladi. Keyin stakanni idish (1) tagiga qo’yiladi va idish (1) dagi suyuqlik harorati stakandagi suvning haroratga teng bo’lgunicha 10 minut davomida ushlab turiladi. Aspirator ishga tushirilgach xuddi distillangan suv uchun ko’rsatilgandek qilib manometr ustunidagi sathlar farqi h aniqlanadi va (1) formula orqali tekshirilayotgan suyuqlikning sirt taranglik qiymati 30^oS uchun hisoblab topiladi. Ish xuddi shu tartibda 40^oC, 60^oC, 80^oC lar uchun ham bajariladi.