Część teoretyczna

Lepkość jest to siła tarcia, która powoduje, że dwie warstwy o powierzchni jednostkowej odległe od siebie o jednostkową odległość poruszają się z gradientem prędkości dv/dx = 1s^-1

Wprowadzenie elektrolitu do wody lub innego rozpuszczalnika powoduje, że lepkość utworzonego roztworu zmienia się w stosunku do lepkości rozpuszczalnika. Jones i Dole znaleźli empiryczne równanie opisujące zależności lepkości względnej roztworu od stężenia molowego elektrolitu w stałej temperaturze. Równanie to ma postać:

(1)

Gdzie: n_wz - lepkość względna roztworu

n - lepkość roztworu

n₀ - lepkość rozpuszczalnika ,

c -stężenie molowe substancji rozpuszczonej,

A, B - współczynniki równania

Równanie Jonesa - Dole'a jest spełnione zwykle dla wodnych roztworów elektrolitów o stężeniu poniżej 0,1 mol/dm³. Współczynniki A iB tego równania mogą być wyznaczone eksperymentalnie na podstawie zmierzonych lepkości względnych roztworów o różnych stężeniach elektrolitu. Przekształcając równanie (1) i wykreślając zależność:

(2)

Otrzymuje się linie prostą, której nachylenie określa współczynnik B, a punkt przecięcia z osią rzędnych - współczynnik A. Współczynniki A przyjmują zawsze wartości dodatnie, natomiast współczynniki B - dodatnie lub ujemne. Współczynnik A odzwierciedla oddziaływania elektrostatyczne dalekiego zasięgu między jonami w roztworze. Współczynnik B może przyjmować wartości zarówno dodatnie jak i ujemne. Te ostatnie obserwuje się zwykle w rozpuszczalnikach silnie zdysocjowanych takich jak: woda, gliceryna, glikole i to w odpowiednio niskich temperaturach. Ujemne wartości współczynnika B są prawdopodobnie wynikiem zaburzenia struktury rozpuszczalników przez jony. Wartości współczynników B zmieniają się w szerokim zakresie w zależności od rodzaju elektrolitu, własności rozpuszczalnika oraz temperatury.

Równanie Jonesa - Dole'a można również stosować do roztworów nieelektrolitów. Wówczas, współczynnik A tego równania jest równy zeru i wzór (1) upraszcza się do postaci:

(3)

Współczynnik B równania (3) jest on zawsze dodatni. W celu wyznaczenia współczynnika B równania Jonesa - Dole'a w przypadku roztworów nie elektrolitów, należy wykreślić prostą : n_wz=fc). Nachylenie prostej jest równe współczynnikowi B.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika B równania Jonesa-Dole'a dla sacharozy w wodzie, na podstawie zmierzonych wartości lepkości względnej roztworów o różnych stężeniach

Opracowanie wyników

Obliczam stężenie molowe roztworów sacharozy c ze wzoru:

Obliczam lepkość względną badanych roztworów ze wzoru:

gdzie: p- gęstość r-ru sacharozy

t- średni czas przepływu badanego r-ru

p₀ - gęstość wody

t₀ - średni czas przepływu wody

Obliczam współczynnik B dla sacharozy w wodzie metodą graficzną z równania:

WNIOSKI:

Lepkość jest proporcjonalna do gęstości. Wraz ze wzrostem gęstości rośnie lepkość. Gęstość zależy od stężenia im większe stężenie tym większa gęstość. Z tych dwóch zależności wynika, że lepkość zależy od stężenia. Gdy rośnie stężenie również rośnie lepkość. Zależność ta jest liniowa.

Sacharoza jest nieelektrolitem dlatego współczynnik B jest dodatni (0,8472)

---