Mavzu: Suyuqliklarning sirt tarangligini o’rganish. Reja: Kirish I. Asosiy qism

1.3. Suyuqliklarning sirt tarangligiga temperaturaning ta’siri.
Sirt tarangligining qiymatiga temperaturadan tashqari suyuqlikda erigan moddalar ham ta’sir qiladi. Ularning ba’zilari sirt tarangligini oshiradi va sirt noaktiv modda­lar deb ataladi; ba’zilari esa kamaytiradi va sirt aktiv moddalar deb ataladi. Sirt noaktiv moddalar ba’zi elektrolitlar bo‘lib, ularning sirt tarangligiga ta’siri unchalik emas, Sirt aktiv moddalar qatoriga organik kislotalar, spirtlar, aminlar va boshqalar kiradi. Ularning ozgina miqdori ham sirt tarangligiga juda katta ta’sir qilib, uni anchagina kamaytirib yuboradi. Buning sababi shundaki, sirt aktiv moddalarning, ya’ni kapillyar aktiv moddalarning molekulalari suyuqlik sirtiga adsorbilanib o‘zaro tortishish natijasida sirtning erkin energiyasini kamaytirib yuboradi
Sirt tarangligini kamaytirib yuborish uchun suyuqlik sirtiga aktiv molekulalarning ko‘p emas, balki tartib bilan joylashgan birgina qatlamining o‘ziyoq yetarlidir.2- jadvalda ba’zi suyuqliklarning sirt tarangligi berilgan.

1- jadval
Temperaturaning ortishi bilan suv sirt tarngligining kamayishi, hisobida

t˚	0	15	20	25	50	100
σ	75,63	73,35	72,58	71,81	67,80	58,80

2-jadval
Ayrim moddalarning fazalar chegarasidagi sirt tarangligi koeffisientlari, hisobida

A faza	Temperatura ˚C	Havo, bug‘	Suv	Simob
Suv	20	72,6	-	375
Xloroform	-	26,0	32,8	357
Anilin	-	42,9	5,8	341
Efir	-	17,0	10,7	379
Izobutil spirt	-	22,8	2,1( )	343
Oltingugurt	141	58,3
Simob	0	480,0 (o‘z bug‘ida)
Qalay	400	518 (vodorodda)
Kislorod	-198	17 (o‘z bug‘ida)
Geliy	-270	0,35

Sirt tarangligi temperaturaning ko‘tarilishi bilan kamayadi deyilgan edi. Xakikatan ham, boshqacha bo‘lishi mumkin emas, chunki bunda suyuqlik bilan uning bug‘i xossalari orasidagi farq kamayib boradi. Kritik temperaturada esa sirt- dagi parda va u bilan birga sirt tarangligi ham yo‘qoladi.

1- jadvalda suvning turli temperaturadagi sirt tarangligi berilgan.
Sirt tarangligining temperatura o‘zgarishi bilan o‘zgarishi diagrammada to‘g‘ri chiziq bilan ifodalanadi va u nolgacha ekstrapolyatsiya qilinsa, kri­tik temperaturani emas, balki undan ozgina ( t) kichik tempe­raturani ko‘rsatadi (5- rasm).
D emak, suyuqlik isitila boshlaganda uning sirt tarang­ligi kritik temperaturaga yetmasdanoq, ya’ni sirt pardasi yo‘qolmasdanoq, nolga teng bo‘­lib qoladi. Shunga asoslanib, Etvesh, Ramzay va Shilds quyidagi matematik ifodani berdilar:

(20)
bu yerda ₀ — sirt tarangligining t = 0° dagi qiymati;

t_k — t — sirt tarangligi chiziqiningabtsissalar o‘qi bilan kesishgan yeridagi temperatura; — sirt tarangligining t temperaturadagi qiymati;
— o‘zgarmas koeffisient.
Agar suyuqlikning molekulyar og‘irligi M va zichligi d bo‘lsa, unda uning molyar hajmi bo‘ladi. Shuning uchun ( )^1/3
gramm-molekulaning radiusiga, ( )^2/3 esa uning yuziga proportsional kattalik desa bo‘ladi. (20) ning ikkala tomonini keyingi ifodaga ko‘paytirsak:
( )^1/3 = ( )^2/3 ( – - (21)
hosil bo‘ladi.
Yuqoridagi avtorlar tenglamaning o‘ng tomonidagi o‘zgar­mas sonlarni K bilan belgiladilar:
( )^2/3 =K (22)
bunda:
( )^2\3 =( – - (23)

bo‘ladi. Bu — molyar sath energiyasi. Buning t bo‘yicha hosilasini olamiz:

= (24)
Demak, K— molyar sath energiyasining temperatura koeffitsi­enti ekan. Ko‘pchilik normal, ya’ni assotsilanmagan suyuqliklar uchun K =2,12 dir. Shuning uchun, assotsilanish koeffitsienti x

 ^2/3 = K ( – - va ( )^2/3 = 2,12( – - (25)
lardan topiladi:
^2/3 (26)
Tajribada topilgan K orqali x ni aniklasa bo‘ladi va bun­da, ba’zan, juda to‘g‘ri natijalar olinadi. Lekin formula yetarli darajada aniq emas. Shuning uchun suyuqliklarning assotsilanishhodisasini sirt tarangligi vositasida o‘rganishdan olingan natijalarni boshqa usullarda olingan natijalar bilan solishtirib ko‘rish lozim.


KAPILYAR HODISASI.
Ingichka, toza oldindan tekshiriladigan suyuqlik bilan qo‘llangan shisha nay suyuqlikka tushiriganda, nay ichidagi suyuqlik shisha sirti bo‘ylab molekulyar kuch ta’sirida, nay sirtiga yaqin joylarda ko‘proq, nay o‘rtasida esa ko‘proq ko‘tarilib suyuqlik sirti egri bo‘ladi, agarnayning ichki sirtini suyuqlik yaxshi ho‘llasa, suyuqlikning sirti botiq , nayning chki sirtini suyuqlik ho‘llasa, suyuqlik sirti qavariq bo‘ladi.
Ingichka nay ichida ana shunday egri sirt taranglik kuchi ustiga qo‘shimcha bosim kuchi hosil qiladi. U kuch doimo sirtning botiq tomoniga yo‘nalganbo‘ladi bunday kuchlaruchun Laplas formulasiga asosan,

(3)
ga teng bo‘ladi.

Bu erda σ - . suyuqlik sirt taranglik koefisienti , R₁ va R₂ lar suyuqlik sirtining egrilik radiusi .
Agar R₁=R₂ bo‘lsa,

(4) bo‘ladi .

Ingichka nay ichidagi suyuqlikning sirti menisk deb ataladi . Suyuqlik nay ichini ho‘llasamehisk botiq , agar suyuqlik nayni ho‘llasa menisk qavariq bo‘ladi.
Bundan tashqari , botiq menisk hosil qiladigan suyuqlik ingichka nay ichida ko‘tariladi. Qavariq menisk hosil qiladigan nay suyuqlikka botiriganda nay ichidagi menisk asosiy suyuqliksirtiga nisbatan pastda bo‘ladi. Ana shunday hodisani kapilyar hodisa deb ataladi.
Agar suyuqlik naychani to‘la ho‘llasa va menisk radiusi R₁ ning nayining radiusi bilan bir xil bo‘lsa, naychada ko‘tarilayotgan suyuqlikning gidrostatik bosimi qo‘shimcha bosimga tenglahguncha ko‘tariladi.

(5)
Bu erda σ - . suyuqlik sirt taranglik koefisienti , R – nayning radiusi, ρ- suyuqlikning zichligi, h- naychaning ichida ko‘tarilgan suyuqlikning menisk cho‘qqisida hisoblangan balandligi,

g-erkin tushish tezlanishi. Bundan sirt taranglik koeffisienti

(6)
Suyuqliklarning sirt taranglik koefisienti (6) ifoda bilan aniqlash kapilyar nay usuli deb ataladi.