Úloha 3. Vlastnosti kapalin
1. Viskozita
Cíl úlohy:
Měření a výpočet kinematické viskozity neznámé kapaliny.
Potřeby k měření:
Ostwaldův viskozimetr, elektrický ohřívač s elektromagnetickou míchačkou,míchadlo, stojan
stopky, teploměr, vodní vývěva, kádinka, pipety, destilovaná voda, kapalina o neznámé
viskozitě.
Pracovní postup:
1) Na dno kádinky položte míchadlo, naplňte ji vodou z vodovodu a postavte na
elektrický ohřívač. Suchý a čistý Ostwaldův viskozimetr upevněte do stojanu a ponořte do
vodní lázně tak, aby její hladina byla pokud možno nad zásobníkem v kapilárním rameni
viskozimetru.
2) Do širšího ramene viskozimetru napipetujte 10ml kapaliny o neznámé viskozitě,
zapněte míchačku bez topení a po několika minutách změřte teplotu vodní lázně (T1)
3) Ke kapilárnímu rameni viskozimetru připojte hadičku z umělé hmoty (není-li již
připojena) a kapalinu nasajte pomocí zelené pumpy nad horní rysku v kapilárním rameni. Poté
po stisknutí bílého tlačítka na pumpě nechte kapalinu proudit do původní polohy a změřte čas
potřebný k poklesu hladiny kapaliny od horní rysky po dolní. Měření nejméně třikrát
zopakujte, tak abyste získaly alespoň tři výsledky s malým rozptylem, z nichž vypočítejte
průměrný čas.
4) Zapněte topení (míchačka stále míchá!) a sledujte teplotu vodní lázně, po dosažení
teploty o 5°C vyšší (T2) vypněte topení a popsaným způsobem změřte časy potřebné
k poklesu hladiny kapaliny v kapilárním rameni viskozimetru od horní rysky po dolní.
5) Stejným způsobem změřte časy průtoku při teplotách T3 a T4, které jsou vždy o 5°C
vyšší (T4 = T1 + 15°C).
6) Viskozimetr vyprázdněte a vypláchněte destilovanou vodou. Připravte novou vodní
lázeň a ponořte do ní viskozimetr. Do širšího ramene viskozimetru napipetujte 10ml
destilované vody, zapněte míchačku bez topení a po několika minutách změřte teplotu vodní
lázně (T1), teplotu lázně pokud možno upravte tak aby byla stejná jako při měření neznámé
kapaliny.
7) Obdobným způsobem změřte časy průtoku při teplotách T2, T3 a T4 vodní lázně.
8) Vytvořte tabulku výsledků měření. Vypočítejte kinematickou viskozitu zkoumané
kapaliny při teplotách T1 až T4. (Pro výpočet kinematické viskozity destilované vody použijte
hodnoty pro hustotu a dynamickou viskozitu destilované vody z tabulky uvedené v Doplňcích
teorie). Vytvořte do jednoho souřadnicového systému graf závislosti kinematické viskozity
vody i neznámé kapaliny na teplotě.
V diskusi uveďte, jak mohou viskózní (elastické, visko-elastické) vlastnosti látek ovlivňovat
funkčnost různých biologických objektů (na buněčné, tkáňové i orgánové úrovni).
2. Povrchové napětí kapalin
Cíl úlohy:
Určení povrchového napětí různě koncentrovaných roztoků žlučové kyseliny a srovnání
s povrchovým napětím vody.
Ověření povrchového napětí pro různě koncentrované roztoky kyseliny žlučové pomocí
stalagmometru.
Potřeby k měření:
Digitální tenziometr K9, stalagmometr, destilovaná voda, žlučová kyselina, váhy, teploměr.
Úkol 1:
Určení povrchového napětí různě koncentrovaných roztoků žlučové kyseliny a srovnání
s povrchovým napětím vody.
Pracovní postup:
1) Měření provedete tenziometrem K9. Tenziometr zapněte stiskem ON.
2) Stiskem tlačítka MODE se nastaví režim PLATE (není-li již nastaven).
3) Do připravené skleněné kádinky u tenziometru vlijte vodu.
4) Otáčením pravého kolečka pro hrubý posuv vyjeďte stolkem nahoru těsně pod spodní
hranu destičky (k lepšímu nastavení může pomoci sledování odrazu spodní hrany destičky na
hladině kapaliny).
POZOR-užíváte-li kolečko pro hrubé nastavení, musí být povolen šroub na levé
straně!!!!
5) Vynulujte systém pro měření síly stiskem tlačítka ZERO.
6) Nyní vyjeďte stolkem nahoru, aby došlo k celkovému smočení destičky.
7) Sjíždějte stolkem dolů a současně sledujte displej tenziometru. Těsně před odtržením
destičky od hladiny bude hodnota povrchového napětí největší. Tuto hodnotu zapište.
Měření opakujte stejným způsobem pro všechny dostupné koncentrace žlučové kyseliny.
Výsledky uveďte do tabulky.
Úkol 2
Ověření povrchového napětí pro různě koncentrované roztoky kyseliny žlučové pomocí
stalagmometru.
Pracovní postup:
1) Na vahách zjistěte hmotnost suché váženky (jsou připraveny celkem 4 váženky,
z nichž každá má různou hmotnost).
2) Do stalagmometru vlijte destilovanou vodu. Po odkapání několika kapek vložte pod
výtokovou část stalagmometru váženku a nechejte do ní odkapat 50 kapek.
3) Váženku s kapalinou zvažte a určete hmotnost 50-ti kapek.
4) Měření opakujte pro všechny roztoky kyseliny žlučové o různé koncentraci.
5) Povrchové napětí roztoků kyseliny se vypočítejte ze vztahu:
refref m
m



,
kde index ref označuje hodnoty pro srovnávací kapalinu (destilovanou vodu), její povrchové
napětí při dané teplotě najdeme v tabulce (viz doplňky).
V diskusi srovnejte naměřené hodnoty destilované vody s hodnotami různě koncentrovaných
roztoků kyseliny žlučové. Také porovnejte hodnoty pro roztoky kyseliny žlučové při použití
digitálního tenziometru K9 a stalagmometru, jak se hodnoty liší a proč? Pokuste se zdůvodnit
vzniklé chyby měření.