大起泡法测定液体的表面张力

最大气泡压力法测定溶液表面张力 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 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 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 ， 由 G ibbs公 式 用 图 解 法 求 算 不 同 浓 度 溶 液 的界 面 吸 附 量 。 2. 实 验 原 理 gl体相分子： 液体有自动收缩表面而呈球形的趋势。自由移动不消耗功表面分子：纯液体和其蒸气组成的体系 , , BT P nG A )m(J 2比表面自由能（表面张力） （ 1） 溶 液 的 界 面 吸 附 溶 液 活 度溶液： 体系可调节溶质在表面相的浓度来降低表面自由能。表面吸附:表面层与体相浓度不相同的现象。恒温下的G ibbs吸附方程：( )TaRT a 溶 质 的 表 面 吸 附 量 mol m2 / ( ) (7-64)/ Tc cRT c c 0，正吸附,溶液表面张力降低：表面活性物质0，负吸附, 溶液表面张力升高: 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（ 2） 最 大 气 泡 压 力 法 测 定 表 面 张 力 的 原 理 将 待 测 液 体 装 于 表 面 张 力 仪 ， 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 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 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 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 U型 管 压 力 计 上 读 出 。 U形 示 压 计 两 端 汞 柱的 高 度 差毛 细 管 端 口 形 成 的 半 球 形 气 泡 承 受 的 最 大 压 力 差2p g h r 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1 1 0 0hh 毛 细 管 曲 率 半 径11 0 1 0h K hh 毛 细 管 常 数 饱 和 吸 附 量（ 3） 求 乙 醇 的 分 子 截 面 积 1 kckc 1 1 (7-68)c k c c 作 图 ， 由 直 线 斜 率 求求 乙 醇 分 子 截 面 积 1 (7-69)L 3. 实 验 步 骤（ 1） 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 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 U形 压力 计 两 臂 最 大 高 度 差 。（ 2） 测 定 不 同 浓 度 乙 醇 溶 液 的 表 面 张 力 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 50ml。按 （ 1） 步 骤 测 定 表 面 张 力 。 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 度 乙 醇 溶 液 的 的 h。(2) 按 式 （ 7-66） 计 算 毛 细 管 常 数 K。 不 同 温 度下 纯 水 的 表 面 张 力 见 附 录 14。(3) 按 式 （ 7-66） 计 算 不 同 浓 度 乙 醇 溶 液 的 表面 张 力 。 /dd /(4) c c c cc c 作 / 曲 线 ， 在 曲 线 上 分 别 取 为 0.03， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20， 0.30， 0.40的 点 作 切 线 ， 求 切 线 斜 率 。由 （ 7-64） 式 计 算 不 同 浓 度 溶 液 的 吸 附 量 icc （ 5） 作 ， 确 定 饱 和 吸 附 量 ， 由 （ 7-69）计 算 乙 醇 分 子 截 面 积 。 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 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 除 这 项 因 素 的 影 响 ？