液體表面張力實驗報告

1、溶液表面張力的測定陳興、李麗（化工學(xué)院制藥工程系，藥151班，學(xué)號150153）摘要：該實驗是要測定溶液的表面張力，采用最大氣泡壓力法。在指定 的溫度和壓力下，溶質(zhì)的吸附量與溶液的濃度和表面張力關(guān)系服從 gibbs吸附等溫式：r=-（,氣泡從形成到離開過程，曲率半rt &丿徑由大變小，再變大，附加壓力相應(yīng)由小變大再變小。根據(jù)實驗測得 到壓力差，則有a/4藝，則可求得溶液在各種濃度的表面張力八 而 r由丄l+亠及a嚴(yán)二一可分別求岀飽和吸附量和正丁醇分子的i匚丿kr:厶橫截面積。一、引言：在液體內(nèi)部，表面層的分子受內(nèi)層分子的作用與受表面層外介質(zhì) 的作用不同，因而受力不均衡，在純物質(zhì)情況下，

2、表面層的組成與內(nèi) 部相同，但加入溶質(zhì)后，溶劑的表面張力會發(fā)生變化，所以是否可以 用不同濃度的溶液通過最大氣泡壓力法來測定表面張力，進(jìn)而算出表 面吸附量和正丁醇分子的橫截面積a$。二、實驗材料和方法2.1材料儀器:dp-aw精密數(shù)字壓力計，南京桑力電子設(shè)備廠；syc-15c 超級恒溫水浴箱，南京桑力電子設(shè)備廠；容量瓶、移液管、燒杯、毛 細(xì)管，、北京玻璃二廠。亠試劑：0.3mol/l,0.4mol/l正丁醇溶液（a.r）,北樂化工廠。2.2方法實驗時，先洗凈表面張力儀，毛細(xì)管，吸管和容量瓶等，接著配 制溶液：03mol/l、0.4mol/l的正丁醇溶液配制成8種不同濃度的溶 液,分別為 0025m

3、ol/l、0.050mol/l> 0.075mol/l> 0.10omol/l、 0150mol/l、0.200mol/l> 0300mol/l、0.400mol/l 的正丁醇溶液。測量表面張力時，先將蒸餛水加入表面張力儀中，插入毛細(xì)管, 使毛細(xì)管口與液面相切且垂直，向排水瓶加入約三分之二的水，打開活塞接通大氣，打開活塞，使微壓差測量儀數(shù)字回零，關(guān)閉活塞，打 開滴液漏斗活塞使水流出，觀察毛細(xì)管下端逸出的氣泡，并讀取記錄 15組的壓差儀示數(shù)，記錄絕對值最大的示數(shù)，將溶液由稀到濃逐步 取代，重復(fù)上述步驟，測量完8個濃度的溶液，即實驗結(jié)束。三. 數(shù)據(jù)和分析在25°c,氣壓

4、為101. 57kpa時,水的表面張力丫約為0. 0721n/m,測得其p = 0.454"。,由 =藝，可得曲率半徑r = =0. 318m,則可由此算出不同濃度正丁醇溶液的表面張 rp力。0.070 -0.065 -0.060 0.055 y表一、25°c時不同濃度正丁醇溶液與表面張力 溫度：25. 75°c大氣壓：101. 57kpac, mol/la/?, kpay, n/m0. 0000. 4540.07210. 0250. 4440. 07060. 0500. 4340. 06900. 0750.4170. 06630. 1000. 3960. 062

5、90. 1500. 3690. 05870. 2000. 3420. 05440. 3000. 3330. 05290. 4000. 3210. 05100.050 0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.45c(mol/l)圖一、25°c時止丁醇溶液不同濃度與表面張力關(guān)系圖在一定溫度和壓力下，溶質(zhì)的吸附量與溶液的濃度和表面張力關(guān)系服從gibbs吸附等溫 式：二齋（字，則可得出不同濃度下的及c/r,即表二。表二、25°c時正丁醇溶液不同濃度下的dyldc.及c/rc, mol/ldyl delor, mol / nrc/r0. 025-0

6、. 168541.7014714.540. 050-0. 139832. 8217730. 500. 075-0.115843. 5121367.520. 100-0. 096243. 8825773. 200. 150-0. 066254. 0137406. 480. 200-0.045473. 6754495. 910. 300-0. 021542.61114942.530. 400-0. 010221. 65242424.24圖二、25°c時正丁醇濃度與dy關(guān)系圖250000-200000-150000-u° 100000-500000 blinear fit of

7、sheetl b/0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.45c(mol/l)圖三、25°c時正丁醇溶液不同濃度與c/關(guān)系圖由圖3可得斜率值為562149. 66,根據(jù)朗格繆爾等溫吸附方程式t =+ 可£ | = _lc + _l,即丄二562149. 66,飽和吸附量匚=1.78x10“ mol/m2 0根據(jù)a,.=丄，l為阿伏加德羅常數(shù)，可以算出正丁醇分子的橫截面積， av=9.32xl()-,9m2,比文獻(xiàn)值大得多。四、結(jié)論在指定的溫度和壓力下，溶質(zhì)的吸附量與溶液的濃度和表血張力關(guān)系服從瞼吸附等溫式：r=-在液體內(nèi)部，表面層的分子受內(nèi)層分子的作用與受表面層外介質(zhì)的作用不同，因而受力不均衡，在純物質(zhì)情況下，表面層 的組成與內(nèi)部相同，但加入溶質(zhì)后，溶劑的表而張力會發(fā)生變化，實驗中測得的 不同濃度的溶液的壓差值隨著濃度的增大而逐漸增大再減小，所以可以用不同濃度 的溶液通過最大氣泡壓力法來測定表面張力，并由朗格繆爾等溫吸附方程式 £ = | _l c+可算出匚,由a、=丄可算岀正丁醇分子的橫截面積。r irj kr匚厶五.