3.4.2.4 Uebungen

3-21.	Berechne die Oberflächenspannung von 1,4-Dioxan bei 30 °C. Meßwerte: Masse des Ringes m = 4,580 g, Durchmesser des Ringes d = 60 mm, Abreißkraft F₂ = 5,704 * 10^-2 N.
3-22.	In zwei Methanol / Wasser - Gemischen wurde deren Oberflächenspannung gemessen . Meßwerte:
	a)	w(CH₃OH) = 16,70% ¹); m (Ring) = 4,580 g, F₂ = 6,344 * 10^-2 N	Berechnung!
	b)	w(CH₃OH) = 4,77% ¹); m (Ring) = 4,580 g, F₂ = 6,807 * 10^-2 N
3-23.	Die Oberflächenspannung von Ethanol wurde bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Die Masse des Ringes war m = 4,655 g, der Durchmesser d = 60 mm.

3-24.

Die Oberflächenspannung von Anilin wurde bei 20 °C ermittelt. Zur Bestimmung des Radius der Kapillare wurde m = 0,479 g Quecksilber eingewogen. Die Länge des Quecksilberfadens betrug l = 3,85 cm. Die Steighöhe des Anilins in der Kapillare wurde mit h = 15,8 mm gemessen. Berechne den Radius der Kapillare und die Oberflächenspannung von Anilin bei 20 °C. Dichte (Anilin, 20 °C) = 1,0225 g/cm³, Dichte (Hg) = 13,55 g/cm³.

3-25.	Die Oberflächenspannung von Benzol wurde bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Einwaage an Quecksilber in der Kapillare m (Hg) = 0,852 g. Länge der Quecksilbersäule l = 43,5 mm. Steighöhe und Dichte des Benzols:
		a)	b)	c)	d)
	J in °C	10	20	40	60
	h in mm	10,25	9,90	9,20	8,50
	Dichte in g/cm³	0,8861	0,8767	0,8586	0,8412
	Die Temperatur von σ ist graphisch darzustellen.

3-26.	In einer Reihe von Mischungen Schwefelsäure/Wasser wurde die jeweilige Oberflächenspannung bestimmt. Der Radius der Kapillare wurde aus folgenden Werten ermittelt: m (Hg) = 0,763 g, Fadenlänge l = 5,10 cm, Dichte (Hg) = 13,55 g/cm³.
	Massenanteile und Steighöhen der Lösungen
		w(H₂SO₄) %	Steighöhe h mm
	a)	4,11	24,15
	b)	8,26	23,68
	c)	12,18	23,15
	d)	17,66	22,50
	e)	21,88	22,05
	f)	29,07	21,25
	g)	33,63	20,75
	Berechne den Radius der Kapillare und die Oberflächenspannungen. Stelle graphisch die Abhängigkeit Oberflächenspannung ↔ Massenanteil dar. Die Dichte der Lösungen sind dem Tabellenbuch zu entnehmen.

3-27.	Berechne die Oberflächenspannung σ nachstehender Flüssigkeiten bei J = 20 °C.
	z (H₂O, 20 °C) = 96	Dichte (H₂O, 20 °C) = 0,9982 g/cm³	σ(H₂O, 18 °C) = 7,305 * 10^-2 N/m
	Die angegebenen Dichtewerte bei 18 °C sind mit dem Volumenausdehnungskoeffizienten γ auf 20°C umzurechnen.
	Dafür gilt: (vgl. 6.2.2).
	Auch der Wert σ (H₂O) muß auf die Bezugstemperatur 20 °C umgerechnet werden.

		Dichte (18 °C) in g/cm³	Volumenausdehnungskoeffizient γ in K^-1	Tropfenzahl z
a)	Methanol	0,7923	119 * 10^-5	246
b)	Trichlormethan	1,489	128 * 10^-5	382
c)	Ethylacetat	0,9010	138 * 10^-5	261
d)	Brombenzol	1,4952	92 * 10^-5	285

3-28.

Berechne die bei einer Messung zu erwartende Tropfenzahl für nachstehende Stoffe, wenn z (H2O) = 100 gesetzt wird. Die Messtemperatur soll 20 °C sein (vgl. 3-27).

		Oberflächenspannung σ in N/m	Dichte in g/cm³	Volumenausdehnungskoeffizient γ in K^-1
a)	Quecksilber	484 * 10^-3 (25 °C)	13,5457 (20 °C)	18,1* 10^-5
b)	Glycerin	66 * 10^-3 (20 °C)	1,2604 (18 °C)	50 * 10^-5
c)	Diethylether	17 * 10^-3 (20 °C)	0,71925 (18 °C)	162 * 10^-5
d)	Aceton	23,3 * 10^-3 (20 °C)	0,7910 (18 °C)	143 * 10^-5

	a)	b)	c)	d)
Meßtemperatur	20 °C	30 °C	50 °C	70 °C
Abreißkraft F₂ in N	0,05416	0,05384	0,05316	0,05249