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1、宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级化工114班姓名提子序号17同组姓名指导老师胡爱珠杨建平实验日期实验名称实验七 最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、 实验目的1、掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。2、通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表明自由能、表面张力和吸附量关系的理解。二、实验原理1、在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯吸附等温式：根据朗格缪尔公式：以c/对c作图，得以直线，该直线的斜率为1/三、 实验仪器、试剂1、仪器：最大泡压表面张力仪1套、洗耳球1个、移液管(50ml和1ml)各1只、烧杯(50
2、0ml)2、试剂：正丁醇(分析纯)、蒸馏水四、 实验步骤1、仪器准备与检漏将表面张力仪容器和毛细管先用洗液洗净，再顺次用自来水和蒸馏水漂洗，烘干后按图接好。检查是否漏气。2、仪器常数的测定调节液面与毛细管端相切，并调节分液漏斗，使气泡由毛细管尖端成单泡逸出，且速度控制在每分钟形成气泡5-10个。当气泡刚脱离管端的一瞬间，压力计中液位差达到最大值，此时记录下p最大值；改变气泡逸出速率(控制在每分钟5-10个)，再依此记录2次，取其平均值。再由手册中查出实验温度时水的表面张力，求得仪器常数K。3、表面张力随溶液浓度变化的测定在上述体系中，按浓度从低到高的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的p最大值，
3、每次置换溶液前都先用新溶液润洗2次，再按2方法测定。五、 数据记录与处理1、计算仪器常数K和溶液表面张力，绘制-c等温线。室温：27.9 大气压力：100.21Kpa 恒温槽温度：30水：10-3 N/m K:10-4浓度c(mol/dm3)水pmax(Pa)644.7 621.3 576.0 542.3 515.7 491.7 471.7 449.0 419.0 397.7 pmax1(Pa)646622577542515493470451418398pmax2(Pa)643621576543517490472448419397pmax3(Pa)64562157554251549247344
4、842039810-3(N/m)68.60 63.60 59.88 56.94 54.29 52.08 49.58 46.26 43.91 由图表数据作-c等温线图：由图1可得Y = 0.07142-0.20629*X+0.39219*X2可以得到-c的关系式为Y = 0.07142-0.20629*C+0.39219*C2由此得到d/dc=c-将不同的c值代入上式，就可以得到在不同浓度c下的d/dc了。再根据=c/RT(d/dc)来求得不同浓度下的值和c/值，数据记录如下：c(mol/dm3)d/dc0010-6(mol/m2)c/107(m-1)1.316 1.429 1.571 1.74
5、3 1.957 2.230 3.101 5.063 13.873 2、绘制c，c/c等温线，求并计算Am 图 3图 2由图3可得，该直线的斜率为1/=105，则计算得=10-6mol/m2再计算得Am=1/L10-61023)m2 =10-19m2 10-1910-19m2之间。六、结果与讨论1、实验时气泡逸出速度较快而不稳定；致使压力计的读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差；2、每次置换待测液时，需润洗，不然会影响下组实验的测定；3、实验必须注意防止毛细管堵死，不然会大大加长实验时间：4、实验所求的的数据Am，偏离理论值范围。思考题1、毛细管尖端为何必须调节得不恰不液面相切？否则对
6、实验有何影响？答：毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。假如毛细管尖端插入液下，会造成压力丌只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。为了减少静压力的影响，应尽可能减少毛细管的插入和深度，使插入深度h接近0。毛细管内的空气压力不管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏高。2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差？如果气泡逸出的徆快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响？答：测定时在毛细管口不液面相接触的地斱形成气泡，其曲率半径R先逐渐变小，当达到R=r（毛细管半径）时，R值最小，附加压力也达到最大，且此时对于同一毛细管，pmax只不物质的g值有关（单值函数关系），所以都读最大压力差。出泡速率丌能太快，因为出泡速率快将使表面活性物质来丌及在气泡表面达到吸附平衡，也将使气体分子间摩擦力和流体不管壁间的摩擦力增大，这将造成压力差增大，使表面张力测定值偏高。所以要求从毛细管中逸出的气泡必须单泡逸出，有利于表面活性物质在表面达到吸附平衡，并可减少气体分子及气体不器壁乊间的摩擦力，才能获得平衡的表面张力。注意事项 1、 仪器系统不能漏气。 2、 所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。 3、读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力差。