Báo cáo sức căng bề mặt. Ứng dụng của sức căng bề mặt trong ngành y dược. gải thích hiện tượng sức căng bề mặt. các phương pháp đo sức căng bề mặt chất lỏng. chất nhũ hóa. nhũ tương. hỗn dịch. chất gây thấm. thuốc nhỏ mắt. tại sao vịt bơi được dưới nước.
Trang 1PHƯƠNG PHÁP ĐO HỆ SỐ SỨC CĂNG BỀ
MẶT CHẤT LỎNG
1 Phương pháp ống mao quản
- Dựa vào sự chênh lệch mức nước bên trong và
bên ngoài mao quản
- Nếu ta nhúng một ống có đường kính nhỏ (mao
quản) vào một cốc đựng chất lỏng và đã được làm ướt hoàn toàn ta thấy cột chất lỏng trong
ống sẽ dâng lên độ cao h (tạo ra độ chênh lệch
giữa chiều cao mức chất lỏng trong và ngoài ống)
- Khi áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng bằng áp
suất khí quyển thì chiều cao mức chất lỏng sẽ dừng lại
P = D.g.h
g: gia tốc trọng trường (m/s2)
D: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
Trang 2h: chiều cao của cột chất lỏng (m)
P: áp suất khí quyển (J/m3)
- Do đó: 2 α R =D g h
Thực tế, bán kính mặt cong R được tính gần đúng bằng bán kính của ống mao quản r.
R =D g h
Suy ra, α= Dghr
2
- Nếu ta nhúng ống mao quản này vào trong
nước nguyên chất, ta biết được hệ số sức căng:
α0=D0g h0r
2
D0: khối lượng riêng của nước nguyên chất
Ta lập tỷ số: α α0=
Dh
D0h0
Trang 3- Hiện tượng mà chất lỏng dâng cao hơn hoặc
thấp hơn trong mao quản so với mặt thoáng bên ngoài gọi là hiện tượng mao dẫn
2 Phương pháp đếm và cân giọt chất lỏng
- Dụng cụ: Buret 10ml, cân kỹ thuật, đĩa thủy tinh
- Chúng ta sử dụng nước cất làm chất lỏng
chuẩn, có sức căng mặt ngoài là Nước, rồi cho nước cất nhỏ thành từng giọt, đếm số giọt NNước
và tổng khối lượng mNước của chúng, làm tương
tự như vậy để có NX và mX đối với chất lỏng chưa biết sức căng mặt ngoài X
- Ta lập tỷ số:
σ X
σ Nước=
m X
m Nước
Nước dựa vào bảng sức căng mặt ngoài của nước cất theo nhiệt độ
Từ đó suy ra X
- Cân đĩa thủy tinh ta được m1
Trang 4- Dùng buret để nhỏ khoảng 50 giọt chất lỏng
vào đĩa thủy tinh
- Cân khối lượng đĩa chứa 50 giọt chất lỏng ta
được m2
- Như vậy, khối lượng 1 giọt nước sẽ được tính
bằng công thức sau:
mNước = (m2 – m1)/NNước
N: là số giọt nước
3 Phương pháp vòng
- Dùng một vòng kim loại được nhúng vào chất
lỏng cần khảo sát, sao cho chất lỏng bao phủ hoàn toàn
- Khi kéo từ từ vòng kim loại ra khỏi chất lỏng thì
có một lớp chất lỏng được kéo ra bởi mép của vòng
- Theo đó lớp chất lỏng sẽ tác dụng lên vòng kim
loại một lực gọi là lực căng bề mặt
Trang 5- Hệ số căng bề mặt được xác định bằng công
thức: σ = F2−F1
4 πrr
- F2 – F1: lực căng bề mặt F
- Bán kính của vòng kim loại được đo bằng
thước kẹp
- F1 được xác định khi treo vòng kim loại vào lực
kế và giá trị của lực F1 là số chỉ của lực kế
- Sau đó nâng giá đỡ lên sao cho vòng kim loại
ngập hoàn toàn trong dung dịch chất lỏng
- Tiếp đó hạ từ từ giá đỡ dung dịch chất lỏng đến
khi vòng dây kim loại bứt khỏi bề mặt dung dịch chất lỏng
- Số chỉ lực kế lúc vòng kim loại vừa bứt ra chính
là giá trị F2
Ứng dụng
Trang 6 HIện tượng căng bề mặt có thể giúp
chúng ta giải thích được một số hiện tượng
có trong tự nhiên như:
1 Vì sao dầu không tan được trong nước?
2 Những chú chim thường xuyên phải
nhào ngụp xuống nước để bắt cá tại sao không bị chìm?
3 Hay những con vịt khi đi dưới mưa mà lông không hề bị ướt mà những con gà thì
bị ướt và trở thành gà “rù”?
Sở dĩ như vậy là vì sức căng bề mặt của dầu nhỏ hơn nước Khi dầu rơi vào mặt nước, nước
co lại hết mức nên đã kéo dầu dãn ra thành
một màng mỏng nổi bên trên Hơn nữa, tỷ trọng dầu lại nhỏ hơn nước rất nhiều, nên dù có dùng sức khuấy thế nào, thì màng dầu vẫn nổi trên mặt nước và không hòa tan được
Những chú chim có thể nhào ngụp xuống nước
để bắt cá cũng dựa vào đặc tính dầu để bảo vệ mình Bộ long vũ trên cơ thể chúng thường
xuyên được tráng một lớp dầu mỡ đặc biệt tiết
Trang 7ra từ các lỗ chân lông Nếu không có lớp dầu bảo vệ, lông vũ sẽ bị ướt và khi đó chim sẽ chết chìm ngay
Lúc trời mưa, những con vịt có thể chạy đi chạy lại dưới mưa mà lông không bị ướt hay có thể bơi lội trong nước mà không bị chìm là do bộ lông vịt cũng được bao phủ bởi một lớp dầu
mỡ, đồng thời lông của chúng cũng có đặc tính
là rát nhẹ nên giúp cho bộ lông không bị ướt và thân vịt không bị chìm
Ở gà do trên lông không có lớp dầu che phủ nên bị nước mưa thấm ướt
Đối với ngành y - dược, sức căng bề mặt được ứng dụng vào một số trường hợp như:
1 Xác định hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt
2 Giúp nhũ tương, hỗn dịch ổn định hơn nhờ chất nhũ hóa và chất gây thấm
Trang 83 Hay trong xét nghiệm muối mật trong nước tiểu
Để xác định hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt, ta áp dụng phương pháp đếm và cân giọt chất lỏng, sử dụng công thức : σ = mg
2 πrr để tính
được hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt
Nhũ tương, hỗn dịch là những hệ phân tán
không bền, nên cần có chất nhũ hóa đối với nhũ tương hay chất gây thấm đối với hỗn dịch
để giúp cho nhũ tương, hỗn dịch ổn định hơn Chất nhũ hóa và chất gây thấm là chất làm
giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và
từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương, hỗn dịch
Trang 9Khi xét nghiệm muối mật trong nước tiểu, trong trường hợp bệnh lý như viêm gan tắc mật, sức căng bề mặt của nước tiểu giảm do trong nước tiểu có muối mật
Đối với ngành y - dược, sức căng bề mặt được ứng dụng vào một số trường hợp như:
1 Xác định hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt
2 Giúp nhũ tương, hỗn dịch ổn định hơn nhờ chất nhũ hóa và chất gây thấm
3 Hay trong xét nghiệm muối mật trong nước tiểu
Để xác định hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt, ta áp dụng phương pháp đếm và cân giọt chất lỏng, sử dụng công thức : σ = mg
2 πrr để tính
Trang 10được hàm lượng thuốc của 1 giọt thuốc nhỏ mắt
Nhũ tương, hỗn dịch là những hệ phân tán
không bền, nên cần có chất nhũ hóa đối với
nhũ tương hay chất gây thấm đối với hỗn dịch
để giúp cho nhũ tương, hỗn dịch ổn định hơn Chất nhũ hóa và chất gây thấm là chất làm
giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và
từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương, hỗn dịch
Khi xét nghiệm muối mật trong nước tiểu, trong trường hợp bệnh lý như viêm gan tắc mật, sức căng bề mặt của nước tiểu giảm do trong nước tiểu có muối mật