Fizik kimyo

3-Amaliy ish. 3-tajriba.

Ishning maqsadi: Sirt tarangligi dinamik va statik usullarda aniqlash.

Suyuqlik tomchisi sharga o‘xshaydi, bunda uning yuzasi juda kichik bo‘ladi. Suyuqlik sirtiga parda qoplangandek bo‘lib, bu parda suyuqlikni siqib turgandek tuyuladi. Suyuqlik sirtida bunday qavat (parda) paydo bo‘lishi quyidagicha tushuntiriladi. Suyuqlik ichida A molekula bor deb faraz qilaylik:

Molekulalarning tortilish sxemasi
Uning sirtiga shar chizamiz, sharning radiusi shu molekula bilan uni o‘rab turuvchi suyuqlik molekulalari orasidagi o‘zaro tortishuv kuchi sezilarli masofaga teng bo‘lsin. Bu teng kuchlar hamma tomonga simmetrik ravishda ta’sir etgani sababli, ularning teng ta’sir etuvchi kuchi nolga teng bo‘ladi.
Molekula boshqa holatda turibdi. Bunda suyuqlik molekulalari tomonidan ta’sir etuvchi kuchlar muvozanat holatda emas; shu sababli bu molekulaning teng ta’sir etuvchi tortilish kuchi suyuqlik tomonga, ya’ni pastga yo‘nalgan bo‘ladi, molekula suyuqlik ichiga tortilib kirishga intiladi. Suyuqlikning sirt qavatini hosil qilib turuvchi barcha molekulalari xuddi shunday holatda bo‘lganligidan shu suyuqlikning sirt qavatiga normal yo‘nalgan ichki bosim vujudga keladi.
Suyuqlik sirtida molekulalararo tortilish kuchlari muvozanatga kelmagan molekulalar borligi uchun, sirtqi erkin energiya paydo bo‘ladi, bu energiya doim kamayishga intiladi. Suyuqlik sirtida sirt tarangligi xossasiga ega bo‘lgan parda hosil bo‘lgandek tuyuladi.
Suyuqlik sirtini kengaytirish uchun, ya’ni uning sirt tarangligini yengish uchun ma’lum ish bajarish zarur. Sirtni 1 sm² kengaytirish uchun zarur bo‘lgan ish sirtqi energiyaning o‘lchovi sifatida qabul qilingan u sirt taranglik koeffisiyenti yoki qisqacha sirt tarangligi deb ataladi.
Sirt tarangligini faqat yuza birligiga to‘g‘ri keladigan ish deb emas, balki shu sirtni cheklab turadigan chiziq uzunligi birligi (1 sm) ga ta’sir etuvchi va yuzani qisqartirishga intiluvchi kuch deb ham qarash mumkin.
Sirt tarangligiga ikki xil ta’rif berilganligidan uning o‘lchov birliklari ham ikki xil ya’ni u yo 1 sm² yuzaga to‘g‘ri keladigan erglar bilan yoki 1 sm ga to‘g‘ri keladigan dinalar bilan o‘lchanadi. Sirt tarangligi har ikki o‘lchamda ifoda etilganda ham uning qiymati son jihatdan bir xil bo‘ladi, chunki 1 erg / sm² = 1 dn ∙ sm / sm² = 1 dn/sm.
Sirt tarangligi mavjud bo‘lganligi sababli kapillyar teshikdan oqib tushayotgan suyuqlik tomchi hosil qiladi. Tomchi og‘irligi sirt tarangligi ta’sirini yengsa u kapillyardan uzilib tushadi.
Kapillyar devorini ho‘llaydigan suyuqlik kapillyar ichida yuqori ko‘tarilishi ham sirt tarangligi natijsada yuz beradi. Buning sababi shuki suyuqlik (go‘yo kapillyar devori bo‘ylab oqayotgandek) uning devorini ho‘llaydi va yuzani kamaytirishga intilayotgan sirt tarangligini oshiradi. Suyuqlik kapillyarda ho‘llovchi qavat ketidan asta-sekin ko‘tariladi, shuning hisobiga yuza kamayadi. Suyuqlik kapillyarda qanday balandlikka ko‘tarila olishi suyuqlik ustuni og‘irligi bilan belgilanadi.
Sirt tarangligi kapillyar bo‘ylab ko‘tarilgan suyuqlik ustuning balandligi, diametri va zichligiga qarab hisoblab topilishi mumkin.
Eritilgan moddalar suyuqlikning sirt tarangligini o‘zgartiradi. Bir xil moddalar sirt tarangligini ancha kamaytiradi, bunday moddalar sirt-aktiv moddalar yoki kapillyar – aktiv moddalar deb ataladi: boshqa xil moddalar esa, aksincha, sirt tarangligini oshiradi, ular sirt - aktivmas moddalar deb yuritiladi.
Sirt-aktiv moddalar bilan sirt-aktivmas moddalarning konsentrasiyalari sirtqi qavatda va eritma ichida turlicha bo‘ladi. Sirt-aktiv moddalar konsentrasiyasi sirtqi qavatda eritma ichidagidan ko‘ra katta, sirt-aktivmas moddalar konsentrasiyasi esa buning aksicha, ya’ni sirtqi qavatdan ko‘ra, eritma ichida katta bo‘ladi. Moddaning eritma ichidagi konsentrasiyasiga nisbatan uning sirtqi qavatidagi konsentrasiyasi boshqacha bo‘lishi adsorbsiya deb ataladi.
Sirt –aktiv moddalar suvning sirt tarangligini ancha kamaytiradi; ko‘pgina organik birikmalar, masalan; spirtlar, aldegidlar, ketonlar, kislotalar sirt – aktiv moddalar qatoriga kiradi.
Yog‘ kislotalarning gomologik qatorida uglerod zanjiri uzayib borgan sari, sirt-aktivlik tez ko‘payadi, bunda har gal CH₂ guruh qo‘shilganda sirt aktivlik o‘rtacha hisob bilan 3,2 marta ortadi. Demak, sirt aktivlik qancha oshsa, eritmaning sirt tarangligi qiymati ham muvofiq nisbatda shuncha kamayadi.