2.Monitorizarea Calitatii Apelor Prin Masuratori de Tensiune Superficiala
-
Upload
badita-constantin -
Category
Documents
-
view
21 -
download
4
Transcript of 2.Monitorizarea Calitatii Apelor Prin Masuratori de Tensiune Superficiala
LABORATOR DE BAZELE ECOLOGIEI
MONITORIZAREA CALITĂŢII APELOR PRIN MĂSURĂTORI DE TENSIUNE SUPERFICIALĂ
Numim suprafaţa unui corp, sau a unei faze materiale, mulţimea punctelor sale
de frontieră. Proprietăţile moleculelor aflate pe frontiere se deosebesc de cele ale
moleculelor din volum.
Presupunem ca AB este suprafaţa de separaţie între o fază lichidă “l” şi o fază
gazoasă “G”.
Molecula din interiorul lichidului suportă o acţiune uniformă din partea celor care
o înconjoară, rezultanta acestor forţe fiind nulă. În cazul moleculei de pe frontieră, forţele
ce acţionează asupra ei nu sunt uniform distribuite, ele sunt concentrate spre interiorul
fazei dense şi de-a lungul suprafeţei deoarece în faza gazoasă numărul de molecule din
unitatea de volum este mult mai mic. O astfel de distribuţIe a forţelor acţionează ca o
presiune asupra lichidului.
Cantitatea de lucru necesară pentru creşterea suprafeţei unui corp lichid cu
un cm2 se numeşte tensiune superficială, λ.
dW=σ dA
Prin convenţie, se măsoară în dyne cm-1 adică apreciata ca forţa /suprafaţă =
tensiune sau ergi cm-2 adică apreciată ca energie (lucru) pe suprafaţă.
1
LABORATOR DE BAZELE ECOLOGIEI
Detergenţii sunt substanţe tensioactive, surfactanţi, adică reduc tensiunea
superficială a soluţiilor uşurând procesele de curăţire şi udabilitate.
Din acest motiv sunt utilizate in cantităţi din ce în ce mai mari atât în consumul
casnic cât şi industrial. În general conţin trei componenţi de bază: substanţa
tensioactivă, parfumuri şi substanţe oxidante ca înălbitori. Dintre detergenţi, cei mai
toxici pentru biosfera acvatică sunt cei cationici care distrug microflora bacteriană şi
algele ceea ce duce la scăderea cantităţii de hrană pentru fauna acvatică iar pe de altă
parte inhibă activitatea bacteriilor descompunătoare ceea ce duce la încetinirea
procesului natural de autopurificare a apelor.
Cei mai utilizaţi detergenţi sunt cei anionici, cei mai puţin toxici si destul de
biodegradabili, exemplu alchil sulfonatul liniar este biodegradabil în proporţie de 90%. În
ţarile uniunii europene este legiferată interzicerea producerii detergenţilor
nebiodegradabili, sau pe bază de fosfaţi.
Una dintre problemele legate de monitorizarea calităţii apelor este cea legată de
determinarea încărcăturii de compuşi tensioactivi nebiodegradabili.
O posibilitate rapidă de determinare a acestei încărcături constă în măsurarea
tensiunii superficiale a apelor naturale.
SCOPUL ŞI PRINCIPIUL LUCRĂRII
Determinarea tensiunii superficiale a câtorva soluţii ce conţin diferite substanţe
tensioactive; determinarea influenţei concentraţiei tensioactivului asupra tensiunii
superficiale. Determinarea conţinutului de surfactant într-o apă naturală ce trece prin
apropierea unei uzine textile.
MATERIALE ŞI METODICA
Materiale: Patru soluţii cu diferite substanţe tensioactive, de concentraţii diferite.
Apă naturală. Aparat pentru determinarea tensiunii superficiale prin metoda “cu cadru”
Dunouy, termometru.
2
LABORATOR DE BAZELE ECOLOGIEI
Mod de lucru
1. Se introduce apa distilată în cuva aparatului pentru determinarea tensiunii
superficiale;
2. Se măsoară temperatura apei / soluţiei;
3. Prin acţionarea butonului lateral al stativului se introduce inelul în apă până la
jumătate din înălţimea sa;
4. Se aşteaptă un minut ca sistemul să fie în repaus;
5. Se coboară stativul foarte lent astfel încât inelul să se ridice uşor;
6. Se notează valoarea citita pe dinamometrul tensiometrului în momentul în
care inelul se desprinde de suprafaţa libera a soluţiei (cea mai mare valoare
citită).
7. Se repetă încercarea de trei ori cu mare atenţie si se consideră media celor
trei citiri.
8. Se aranjează recipienţii cu soluţii de substanţe tensioactive în ordinea
crescătoare a concentraţiilor;
9. Se introduc, pe rând, soluţiile de analizat în cuva aparatului începând cu
concentraţia cea mai mică, pentru determinarea tensiunii superficiale fără
3
LABORATOR DE BAZELE ECOLOGIEI
spălări intermediare ale cuvei şi inelului; după măsurătoare soluţia se toarnă
în recipientul din care a fost luată cu grijă astfel încât să nu se amestece
soluţiile;
10.Se reiau operaţiile 3-6 până la terminarea măsurătorilor.
11.Se spală cu grijă vasul si inelul şi se clăteşte cu apă de la robinet;
12.Se reiau operaţiile 3-6 şi pentru proba de apă a cărei concentraţie în
substanţe tensioactive trebuie determinată.
PRELUCRAREA REZULTATELOR
1. Se calculează suprafaţa coroanei circulare care se sprijină pe suprafaţa liberă
a lichidului după ce se măsoară cu un şubler diametrul interior şi exterior al
inelului, cm2;
2. Se calculează tensiunea superficială cu relaţia
În care F este forţa citită pe dinamometru iar S este aria coroanei circulare determinată la punctul 1;
3. Valorile calculate se trec într-un tabel de forma
4. Se compară valorile tensiunii superficiale ale celor patru tipuri de surfactanţi;
Concentraţia
(%)
Tensiunea
superficială
calculată
(mN/cm2)
4
LABORATOR DE BAZELE ECOLOGIEI
5. Se trasează diagrama variaţiei tensiunii superficiale cu concentraţia
surfactantului în Excel conform modelului.
tensiune superficialay = -0,0012Ln(x) + 0,0617
R2 = 0,9406
0,0540,0550,0560,0570,0580,0590,06
0,0610,0620,0630,0640,065
0 50 100 150 200 250 300
conc % * 10-3
sig
ma(
N/c
m2)
Series1
Log. (Series1)
6. Se determină încărcătura de tensioactivi din apa naturală, x.
7. Se compară cu valoarea indicată de STAS 1342/91 ca fiind permisă (50mg/l)
si se comentează rezultatul.
OBSERVAŢII PERSONALE
5