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1、最大气泡压力法测定溶液表面张力第1页，共12页，编辑于2022年，星期六1.实验目的测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，考察吸附量与浓度测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，考察吸附量与浓度的关系。的关系。了解表面张力、表面自由能的意义以及与溶液界面吸了解表面张力、表面自由能的意义以及与溶液界面吸附的关系。附的关系。掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术，掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术，由由Gibbs公式用图解法求算不同浓度溶液的界面吸公式用图解法求算不同浓度溶液的界面吸附量。附量。第2页，共12页，编辑于2022年，星期六2.实验原理gl体相分子：体相分子：液液体体有有自自动动收收缩缩
2、表表面面而而呈呈球形的趋势。球形的趋势。自由移动不消耗功自由移动不消耗功表面分子：表面分子：纯液体和其蒸气组成的体系纯液体和其蒸气组成的体系比表面自由能比表面自由能（表面张力）（表面张力）（1）溶液的界面吸附）溶液的界面吸附第3页，共12页，编辑于2022年，星期六溶液活度溶液活度溶液：溶液：体系可调节溶质在表面相的浓度来降低表面体系可调节溶质在表面相的浓度来降低表面自由能。自由能。表面吸附表面吸附:表面层与体相浓度不相同的现象。表面层与体相浓度不相同的现象。恒温下的恒温下的Gibbs吸附方程：吸附方程：mol m2第4页，共12页，编辑于2022年，星期六G G 0，正吸附正吸附,溶液表面张
3、力降低：表面活性物质溶液表面张力降低：表面活性物质G G0，负吸附负吸附,溶液表面张力升高溶液表面张力升高:非表面活性物质非表面活性物质浓度达一定值，溶液界面形成饱和单分子层吸附浓度达一定值，溶液界面形成饱和单分子层吸附（2）最大气泡压力法测定表面张力的原理）最大气泡压力法测定表面张力的原理第5页，共12页，编辑于2022年，星期六 将待测液体装于表面张力仪，使毛细管的端面与液将待测液体装于表面张力仪，使毛细管的端面与液面相切。面相切。打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统的压打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统的压力，毛细管内的液面上受到一个比样品管内的液面上稍力，毛细管内的液面上
4、受到一个比样品管内的液面上稍大的压力。大的压力。当压力差在毛细管端面上产生的作用稍大于毛细管口当压力差在毛细管端面上产生的作用稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口被压出，这个最液体的表面张力时，气泡就从毛细管口被压出，这个最大的压力差可由大的压力差可由U型管压力计上读出。型管压力计上读出。第6页，共12页，编辑于2022年，星期六U形示压计两端汞柱的形示压计两端汞柱的高度差高度差毛细管端口形成的半球形气泡承受的最大压力差毛细管端口形成的半球形气泡承受的最大压力差 若用同一支毛细管和压力计，在相同温度下测定两若用同一支毛细管和压力计，在相同温度下测定两种液体的表面张力，有种液体的表面
5、张力，有毛细管曲率半径毛细管曲率半径毛细管常数毛细管常数第7页，共12页，编辑于2022年，星期六饱和吸附量饱和吸附量（3）求乙醇的分子截面积）求乙醇的分子截面积求乙醇分子截面积求乙醇分子截面积第8页，共12页，编辑于2022年，星期六3.实验步骤（1）测定毛细管常数测定毛细管常数K.将蒸馏水装于带支管的毛细管，使毛细管的端面与液将蒸馏水装于带支管的毛细管，使毛细管的端面与液面相切，打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统面相切，打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统的压力，气泡均匀逸出，读取的压力，气泡均匀逸出，读取U形压力计两臂最大高度差。形压力计两臂最大高度差。（2）测定不同浓度乙
6、醇溶液的表面张力测定不同浓度乙醇溶液的表面张力 配制浓度分别为配制浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.50mol.L-1 正丁醇溶液各正丁醇溶液各50ml。按（。按（1）步骤测定表面张力。）步骤测定表面张力。第9页，共12页，编辑于2022年，星期六4.数据记录和处理(1)记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不同浓记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不同浓度乙醇溶液的的度乙醇溶液的的h。(2)按式（按式（7-66）计算毛细管常数）计算毛细管常数K。不同温度下纯。不同温度下纯水的表面张力见附录水的表面张力见附录14。(3)按式（按式（7-66
7、）计算不同浓度乙醇溶液的表面张）计算不同浓度乙醇溶液的表面张力。力。第10页，共12页，编辑于2022年，星期六由（由（7-64）式计算不同浓度溶液的吸附量）式计算不同浓度溶液的吸附量（5）作作，确定饱和吸附量，确定饱和吸附量，由（，由（7-69）计算乙醇分子截面积。计算乙醇分子截面积。第11页，共12页，编辑于2022年，星期六5.思考题用最大气泡压力法测定溶液的表面张力时，为什么用最大气泡压力法测定溶液的表面张力时，为什么要读取最大压差？要读取最大压差？那些因素影响表面张力的测定？应当如何减小或消那些因素影响表面张力的测定？应当如何减小或消除这项因素的影响？除这项因素的影响？第12页，共12页，编辑于2022年，星期六