Sức căng bề mặt chất lỏng là năng lượng tự do trên một diện tích bề mặt, là công cần thiết để làm tăng bề mặt lên diện tích nhất định. Ví dụ tại bề mặt liên diện giữa hai pha: nước (pha lỏng) và không khí (pha khí), sức căng ở bề mặt giọt nước và không khí được hình thành do lực hút giữa các phân tử nước mạnh hơn nhiều lực hút giữa chúng và các phân tử khí cũng như lực hút giữa các phân tử khí với nhau. Do đó giọt nước trong không khí có xu hướng co cụm lại sao cho diện tích bề mặt nhỏ nhất có thể. Nếu độ lớn của lực trọng trường nhỏ hơn, các lực xung quanh giọt nước sẽ cân bằng và nó sẽ có hình cầu.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ BÀI 6: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT GVHD:Nguyễn Thị Thu Hương SVTH: Đào Nhật Thanh Văn Sỷ Tài Nguyễn Thị Ngọc Quyên Cần Thơ, 14/03/2019 MỤC TIÊU BÀI HỌC CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT SCBM chất lỏng Hiện tượng thẩm ướt Áp suất bão hòa Hiện tượng mao dẫn SCBM dd chất tan Hiện tượng ngưng tụ Chất tan chất không mao quản HĐBM Chất tan chất HĐBM Theo bạn bỏ kim lên mặt nước hay chìm? 10 19876543200 6.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng Khái niệm: Sức căng bề mặt (SCBM) chất lỏng lượng tự diện tích bề mặt, công cần thiết để làm tăng bề mặt lên diện tích định 6.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng B B B A Các phân tử bề mặt chất lỏng A Các phân tử bên chất lỏng Hình 6.1: Lực tương tác phân tử bề mặt lòng chất lỏng 6.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng Khi ta phá vỡ bề mặt bên ta phải tiêu tốn công để chống lại co kéo bề mặt, cơng độ tăng lượng dư bề mặt dGs Ngồi cơng dùng để thắng lực tương tác phân tử nên tỉ lệ với độ tăng diện tích tiếp xúc Ta có W = dGs = ds Trong đó: hệ số tỉ lệ gọi sức căng bề mặt (SCBM) Khi ds = dGs = nên nói SCBM lượng tạo đơn vị bề mặt 6.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng Như SCBM lượng tự nằm cm bề mặt, công cần thiết để làm tăng bề mặt lên diện tích định 1cm Thứ nguyên SCBM erc/cm (1erc = dyn.1cm) vậy: [SCBM] = [] = = [ 6.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng 10 TT Chất lỏng Nhiệt độ SCBM σ (erc/cm ) Etanol 20 21,6 Benzen 20 28,9 Glycerin 20 66,0 Nước 20 72,75 Thủy ngân 20 485 Hydro -252 Oxy -198 17 Thiếc 900 510 Vàng 1200 1120 Bảng 6.1 Sức căng bề mặt số hợp chất 6.1.3 Hiện tượng thấm ướt 19 01 02 03 6.1.3 Hiện tượng thấm ướt 20 Khái niệm Khi chất lỏng tiếp xúc với bề mặt rắn, bao phủ tồn bề mặt rắn gọi thấm ướt hồn tồn Có chất lỏng tụ lại thành giọt bề mặt rắn, ta gọi thấm ướt khơng hồn tồn Nếu chất lỏng tạo hạt dạng hình cầu bề mặt rắn gọi khơng thấm ướt 6.1.3 Hiện tượng thấm ướt 21 Ứng dụng Ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp "tuyển nổi" Quặng mỏ nghiền thành hạt nhỏ đổ vào hỗn hợp nước pha dầu nhờn khuấy Khi hỗn hợp có bọt khí bọc màng dầu Các hạt số khoáng chất có ích (thiếc, sunfua đồng ) bị dính ướt dầu khơng bị dính ướt nước nên chúng lên mặt nước bọt khí bọc dầu, cá hạt bẩn quặng (đát, cát ) bị dính ướt nước chìm xuống đáy bể chứa Người ta hớt lớp bọt khí dính hạt khống chất có ích mặt bể chứa thu khống chất có hàm lượng hàng chục lần so với quặng thô ban đầu 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 22 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 23 6.1.4.1 Chất tan chất không hoạt động bề mặt Trong dung dịch, phân bố chất tan nồng độ chất tan có ảnh hưởng lớn tới sức căng bề mặt dung dịch - Nếu chất tan phân ly dung dịch: ion điện ly tương tác với phân tử dung môi tạo nên tượng solvat hóa; nước ion bị hydrat hóa mạnh, nghĩa chúng bị phân tử dung mơi kéo sâu vào thể tích pha 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 24 6.1.4.1 Chất tan chất không hoạt động bề mặt Kết lượng chất tan bề mặt nhỏ lòng dung dịch, sức căng bề mặt dung dịch lớn sức căng bề m dung môi Vậy: dd > dm 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 25 6.1.4.2 Chất tan chất hoạt động bề mặt - Những chất tan không điện ly: không solvat hóa mạnh chúng phân bố lớp bề mặt thể tích pha Vậy: dd = dm VD: Dung dịch đường saccarose nước Khi hòa tan đường vào nước SCBM dung dịch không thay đổi Như vậy: Trong hai trường hợp trên, chất tan làm tăng chút SCBM dung dịch không làm thay đổi SCBM dung dịch; người ta gọi chất không họat động bề mặt 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 26 6.1.4.2 Chất tan chất hoạt động bề mặt Chất HĐBM cấu tạo gồm phần: đầu ưa nước (-NO2, -COOH, -NH2, -OH, -SO3H) đuôi kỵ nước (hydrocacbur) Đầu ưa nước Đầu kỵ nước 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 27 6.1.4.2 Chất tan chất hoạt động bề mặt Do gốc hydrocacbon kỵ nước, nên có mặt chúng nước làm yếu tương tác phân tử du môi Sự tập trung chất tan bề mặt chất lỏng làm giảm SCBM dd Vì SCBM dung dịch nhỏ SCBM dung môi tinh khiết ( dd < dm) 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 6.1.4.1 Chất tan chất hoạt động bề mặt 28 Tùy theo độ dài mạch cacbon chất nhóm chức có tính thân nước khác mà chất phân bố dung dịch vị trí định Các chất HĐBM có khả tập trung bề mặt ngăn cách pha, làm giảm SCBM dung dịch Khả làm giảm SCBM dung dịch nhiều hay phụ thuộc nồng độ chất HĐBM chiều dài mạch cacbon gốc R CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ 29 Câu 1: Hiện tượng sức căng bề mặt chất lỏng ? A.Là lượng tự diện tích bề mặt, cơng cần thiết để làm tăng bề mặt lên diện tích định B Là tượng chất lỏng tụ lại thành giọt bề mặt rắn C Là tượng dân lên hay hạ xuống mực chất lỏng bên ống D.Là tượng chất lỏng tiếp xúc với bề mặt rắn, bao phủ toàn bề mặt rắn 10 19876543200 CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ 30 Câu 3: Hiện tượng không liên quan đến tượng căng bề mặt chất lỏng ? A Bong bóng xà phòng lơ lửng khơng khí B Chiếc định ghim nhờn mỡ mặt nước C Nước chảy từ vòi ngồi D.Giọt nước động sen 10 4321876590 CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ 31 Câu 3: Khi nhiệt độ tăng sức căng bề mặt A Tăng B Giảm C Không đổi D Tùy vào chất chất 10 4321876590 CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ 32 Câu 4: Thủy ngân có sức căng bề mặt bao nhiêu? A 28,9 erc/cm2 B 485 erc/cm2 C 510 erc/cm2 D 1120 erc/cm2 10 4321876590 33 ...MỤC TIÊU BÀI HỌC CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT SCBM chất lỏng Hiện tượng thẩm ướt Áp suất bão hòa Hiện tượng mao dẫn SCBM dd chất tan Hiện tượng ngưng tụ Chất tan chất không mao... tích pha 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 24 6.1.4.1 Chất tan chất không hoạt động bề mặt Kết lượng chất tan bề mặt nhỏ lòng dung dịch, sức căng bề mặt dung dịch lớn sức căng bề m dung môi Vậy:... mặt bể chứa thu khống chất có hàm lượng hàng chục lần so với quặng thô ban đầu 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 22 6.1.4 Hiện tượng sức căng bề mặt 23 6.1.4.1 Chất tan chất không hoạt động bề