Füüsikaline ja kolloidkeemia protokoll (0)

Töö eesmärk
Määrata pindakti vse aine vesilahuse  pindpinevus  sõltuvalt lahuse kontsentratsioonist. .
Pindpinevuse isotermist leida adsorptsioni isoterm. 
 Adsorptsiooni isotermist arvutada molekuli pindala ja pikkus monomolekulaarses kihis.
Katsearvutused ja tulemused
Uuritav aine
propanool
Võrdluslahuse tilkade arv
I katse
39 tilka
II katse
40 tilka
III katse
40 tilka
Keskmine
40 tilka
Katse temperatuur
26 °C
Vee pindpinevus
71,72 mJ/m2
(26 °C)
1) Arvutan pindpinevuse igale kontsentratsioonile 
Pindpinevus arvutatud valemiga 
Lahuse kontsent-
Pind-pinevus 
ratsioon  c
Tilkade arv
mol/L
I katse
II katse
III katse
Keskmine
mJ/m2
0
39
40
40
40
71,72
0,0625
43
43
42
43
66,6771875
0, 1250
46
46
45
46 62,29693431
0,2500
51
51
51
51 55,78222222
0,5000
59
59
59
59 48,21853107
1,0000
72
71
72
72 39,69618605
X
Y
I  puutuja
0,0000
71,72
0,8889
0
II puutuja
0
68,3
0,8
26,8
III puutuja
0
71
0,8
14,9
IV puutuja
0
62,5
0,9
35,8
2) Koostan  pindpinevuse  isotermi  σ=f(c), millele tõmban neljal suvaliselt valitud kontsentratsioonil puutujad.
 Iga puutuja abil leian ordinaattelje lõigu pikkusega Z.
Universaalne 
gaasikonstant  R, J/ Kontsentrat- sioon  
Pindli g Γ, 
(mol K)
c, mol/L
1/c
Z, mJ/m2
Z, J/m2
mol/m2
8,314
0,03
33,33
3
0,003 1,2068E-006
Temperatuur T, K
0,09
11,11
7
0,007 2,8159E-006
299
0,20
5,00
10
0,01 4,0227E-006
Г=Z/RT
0,39
2,56
12
0,012 4,8273E-006
3) Joonestan  graafiku 1/Γ=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse Γmax pinna maksimaalselt
täitumisel. Selleks  kasutan  Langmuiri võrrandit
teisendatud kujul
Graafikult saab leida, et 
1/Γ =
max
145000
Γ =
max
6,897E-006
4) Leitud Γ
  alusel arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S  ja  adsorptsioonikihi  paksus l
max
0
vastab molekuli pikkusele. Kui 1 m2 pinnal adsorbeerub Г
 mooli ainet, siis molekulide arv pinnaühikul 
max
on  Г
 N  ja ühe molekuli ristlōikepindala pindkihis 
max
A
N =
A
6,0200000E+023 1/mol
S =
0
2,4086379E-019 m2
Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele,saan seosest  
kus M  on aine molaarmass g/mol  
M=
60 g/mol
ρ  -aine tihedus g/m3,  
ρ=
804000
l  - adsorptsioonikihi paksus m.
l =
0
0
5,147E-010
0,515 nm
5) Võrdlen leitud l  väärtust molekuli arvutusliku pikkusega.
0
Propanooli  arvutuslik 
l =
0
0,521 nm
Erinevus
0,006 nm
Järeldus
Arvutuslik pikkus ja eksperimentaalne pikkus erinevad 0,001 nm võrra. See erinevus ei 
ole suur ja on väiksem, kui O-H sideme pikkus (0,15nm). Arvan, et see erinevus võib ol a tingitud 
sel ega, et see on raske absoluutselt täpselt lugeda tilkade arvu. Aga tundub, et katse on  sooritatud
edukalt, kuna saadud tulemus ei erine suurel määral teoreetilisest tulemusest.
σ=f(c)
76
72
68
64
60
56
52
Column  F
Column C
Column C
48
Column C
Column C
44
40
36
32
28
2
26,8
24
20
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05
2)Koostan pindpinevuse isotermi σ=f(c), millele tõmban neljal suvaliselt valitud kontsentratsioonil puutujad.
Γ=f(c)
6,00E-06
5,00E-06
²
l/m
4,00E-06
o
, m
3,00E-06
 Γ
liig
d
2,00E-06
in
P
1,00E-06
0,00E+00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Kontsentratsioon c, mol/L
Γ=f(c)
6,00E-06
5,00E-06
1/Γ
²
828628,7
l/m
4,00E-06
o
355126,6
, m
248588,6
3,00E-06
 Γ
207157,2
liig
d
2,00E-06
in
P
1,00E-06
0,00E+00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Kontsentratsioon c, mol/L
3)Joonestan graafiku 1/Γ=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse Γmax pinna maksimaalselt
teisendatud kujul
1/Γ=f(1/c)
900000
f(x) = 2,04E+04x + 1,45E+05
800000
R² = 9,98E-01
700000
600000
500000
1/Γ
400000
 ja adsorptsioonikihi paksus l   ,  mis 
300000
0
 mooli ainet, siis molekulide arv pinnaühikul 
200000
100000
0
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
1/c
σ=f(c)
76
72
68
64
60
56
52
Column F
Column C
Column C
48
Column C
Column C
44
40
36
32
28
2
26,8
24
20
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05
Γ=f(c)
6,00E-06
5,00E-06
²
l/m
4,00E-06
o
, m
3,00E-06
 Γ
liig
d
2,00E-06
in
P
1,00E-06
0,00E+00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Kontsentratsioon c, mol/L
Γ=f(c)
6,00E-06
5,00E-06
²
l/m
4,00E-06
o
, m
3,00E-06
 Γ
liig
d
2,00E-06
in
P
1,00E-06
0,00E+00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Kontsentratsioon c, mol/L
1/Γ=f(1/c)
900000
f(x) = 2,04E+04x + 1,45E+05
800000
R² = 9,98E-01
700000
600000
500000
1/Γ
400000
300000
200000
100000
0
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
1/c
σ=f(c)
76
72
68
64
60
56
52
Column F
Column C
Column C
48
Column C
Column C
44
40
36
32
28
2
26,8
24
20
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05

Document Outline

• Sheet1