Kapaliny – maturitní otázka

 

   Otázka: Kapaliny

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): adela

 

 

KAPALINY

  • mají stálý objem
  • nemají stály tvar= přizpůsobují se nádobě

Podbody:

  • Tlak nasycených par, pT diagram, Augustova a Antoineova rovnice
  • Teplota varu
  • Povrchové napětí, povrchové jevy
  • Viskozita kapalin
  • Laboratorní stanovení viskozity a povrchového napětí (bude ve 3 a 4)

 

1) Tlak nasycených par, pT diagram, Augustova a Antoineova rovnice

Tlak nasycených par: = tenze par

  • Vypařování: přechod částic z povrchu kapaliny do plynu
  • Kondenzace: opak vypařování
  • Při konstantní teplotě dojde v uzavřené nádobě k vytvoření rovnováhy mezi vypařováním a kondenzací (kapalina se po určité době přestane vypařovat a začíná zpět kondenzovat)
  • Tlak syté páry- kapaliny neubývá, množství páry se nezvyšuje
  • Při zvýšení teploty se tenze par zvýší podle konstanty dané kapaliny(tabulky)

 

pT diagram:

  • Grafický průběh závislosti tlaku na teplotě
  • Závislost popisuje Augustova a Antoineova rovnice

 

Augustova rovnice:

    • log⁡ p= A-(B/T)
    • log⁡ p= B-(A/T)
  • tlak nasycené páry (kPa)
  • termodynamická teplota (K)
  • empirické konstanty Ag rovnice pro danou kapalinu(tabulky)

 

Antoineova rovnice:

  • log⁡ p= A-(B/t+C)
  • tlak nasycené páry (kPa)
  • teplota (°C)
  • A;B;C – empirické konstanty An rovnice pro danou kapalinu(tabulky)- jiné než v Ag rovnici !

 

2) Teplota varu

  • Teplota, při které se tenze par nad kapalinou vyrovná okolnímu tlaku
  • Kapalina si odpařuje z celého objemu (bublinky)
  • Teplota varu je konstanta pro danou kapalinu při určitém tlaku
  • Při vyšším tlaku je tenze par nižší- vyšší bod varu
  • Při nižším tlaku je tenze par vyšší- nižší bod varu

 

3) Povrchové napětí, povrchové jevy

Povrchové napětí:

  • Na částice uvnitř kapaliny působí vzájemné síly tak, že výslednice těchto sil je nulová
  • Na částice na povrchu kapaliny působí vzájemné tak , že výslednice těchto sil směřuje dolů
  • Povrch kapaliny je ,,vtahován“ dovnitř, kapalina má tendenci zaujímat co nejmenší povrch(kuličky-kapky)
  • Vznikne molekulová vrstva/blána na hladině kapaliny- povrchové napětí
  • Povrchové napětí je dáno silou působící kolmo na okraj kapaliny
  • σ = F/l
    • σ – (sigma) povrchové napětí(N∙m-1)
    • F – síla působící na kapalinu
    • l – obvod nádoby (m)
  • Povrchové napětí je ovlivněno teplotou a druhem plynu nad kapalinou
  • Povrchové napětí je pro danou kapalinu za dané teploty uvedeno v tabulkách (za předpokladu, že je nad kapalinou vzduch)
  • Povrchové napětí ovlivníme povrchově aktivními látkami (alkoholy, mastné kyseliny, aminy, saponáty, mýdla… )

 

Měření povrchového napětí:

Metoda kapilární elevace:

  • Kapalina v kapiláře stoupá do takové výšky kdy se povrchová síla(napětí) vyrovná gravitační síle
  • σ=(ρ∙r∙h∙g)/2
    • σ – povrchové napětí
    • r – poloměr kapiláry
    • h – hloubka/výška kapiláry
    • g – gravitační konstanta

 

Vážení kapek(kapková metoda):

  • Stalagmometrie- stalagmometr je speciální skleněná lomená trubice s kapilárou o poloměru r
  • Ve spodní části trubice se tvoří kapka která se odtrhne v momentu, kdy gravitační síla mírně překročí povrchovou sílu
  • σ=(m∙g)/(2πr)
    • σ – povrchové napětí
    • r – poloměr kapiláry
    • m – hmotnost kapky
    • g – gravitační konstanta

 

Poměrem:

  • do poměru se dá povrchové napětí a hmotnost určitého počtu kapek známé kapaliny a povrchové napětí a hmotnost stejného počtu kapek měřené kapaliny
  • σ0/σ = m0/m

 

Mezipovrchové (mezifázové) napětí:

  • souvisí s mísitelností kapalin, pokud je rozdíl povrchového napětí dvou kapalin malý dobře se mísí
  • souvisí se smáčitelností pevných látek, pokud je povrchové napětí kapaliny malé, dobře smáčí pevnou látku

 

Povrchové jevy:

  • Kapilární elevace: děj při kterém kapalina vystoupí do určité výšky v kapiláře (sklo a voda)
  • Kapilární deprese: děj při kterém je kapalina odtlačena po původní hladinu (sklo a rtuť)

 

4) Viskozita kapalin

  • Míra vnitřního tření kapaliny
  • Projevuje se brzdícími účinky v kapalině a odporem, který klade kapalina pohybujícímu se tělesu
  • Vzniká v důsledku působení přitažlivých sil mezi částicemi v kapalině
  • Závisí na teplotě, čím větší teplota, tím nižší viskozita (olej, med…)
  • Dynamický viskózní koeficient v; ղ – tabulky

 

Měření viskozity:

  • Pomocí viskozimetrů- 3 typy
  • Tělískový viskozimetr (Hopplerův)
    • Měří se doba poklesu kuličky mezi dvěma ryskami v nádobě, viskozita se dopočítá
  • Kapilární viskozimetr (Ubbelohdeho)
    • Měří se doba průtoku kapaliny mezi dvěma ryskami v kapiláře, viskozita se dopočítá
  • Rotační viskozimetr:
    • Přístroj měří odpor kapaliny proti rotujícímu tělesu, viskozita se dopočítá

 





Další podobné materiály na webu: