溶液表面張力測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、學(xué)號(hào)：201114120222基礎(chǔ)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱：溶液表面張力的測(cè)定 應(yīng)用化學(xué)二班 班級(jí) 03 組號(hào)實(shí)驗(yàn)人姓名： xx 同組人姓名：xxxx指導(dǎo)老師： 楊余芳老師 實(shí)驗(yàn)日期： 2013-11-12 湘南學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定不同濃度正丁醇（乙醇）水溶液的表面張力； 2、了解表面張力的性質(zhì)，表面自由能的意義及表面張力和吸附的關(guān)系； 3、由表面張力濃度曲線（c曲線）求界面上吸附量和正丁醇分子的橫截面積S； 4、掌握最大氣泡法測(cè)定表面張力的原理和技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定液體表面張力的方法很多，如毛細(xì)管升高法、滴重法、環(huán)法、滴外形法等等。本實(shí)驗(yàn)采用最大泡壓法，實(shí)驗(yàn)裝置如圖一

2、所示。圖一中A為充滿水的抽氣瓶；B為直徑為0.20.3mm的毛細(xì)管；C為樣品管；D為U型壓力計(jì)，內(nèi)裝水以測(cè)壓差；E為放空管；F為恒溫槽。 圖一 最大泡壓法測(cè)液體表面張力儀器裝置圖 將毛細(xì)管豎直放置，使滴口瓶面與液面相切，液體即沿毛細(xì)管上升，打開抽氣瓶的活栓，讓水緩緩滴下，使樣品管中液面上的壓力漸小于毛細(xì)管內(nèi)液體上的壓力（即室壓），毛細(xì)管內(nèi)外液面形成一壓差，此時(shí)毛細(xì)管內(nèi)氣體將液體壓出，在管口形成氣泡并逐漸脹大，當(dāng)壓力差在毛細(xì)管口所產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力時(shí)，氣泡破裂，壓差的最大值可由U型壓力計(jì)上讀出。 若毛細(xì)管的半徑為r，氣泡從毛細(xì)管出來時(shí)受到向下的壓力為：式中，h為U型壓力計(jì)所

3、示最大液柱高度差，g為重力加速度，為壓力計(jì)所貯液體的密度。氣泡在毛細(xì)管口所受到的由表面張力引起的作用力為2r，氣泡剛脫離管口時(shí)，上述二力相等：若將表面張力分別為和的兩種液體用同一支毛細(xì)管和壓力計(jì)用上法測(cè)出各自的和，則有如下關(guān)系： 即：對(duì)同一支毛細(xì)管來說，K值為一常數(shù)，其值可借一表面張力已知的液體標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)用純水作為基準(zhǔn)物質(zhì)，20.0時(shí)純水的表面張力為7.275×102N/m(或J/m2)。 三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑表面張力測(cè)定裝置（包括恒溫槽）1套；容量瓶100ml1個(gè)，50ml5個(gè)；1ml刻度移液管1支；吸耳球1個(gè)；正丁醇（二級(jí)）；去離子水。 四、簡述實(shí)驗(yàn)步驟和條件1、分別配制濃度為0

4、.050、0.100、0.200、0.300、0.400、0.500、0.600、0.700mol/L的正丁醇溶液100mL。2、將儀器仔細(xì)洗滌干凈，調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為25。3、樣品管中裝入蒸餾水，使液面與毛細(xì)管端面向切，注意保持毛細(xì)管與液面垂直。4、打開抽氣瓶活塞，讓水緩慢流下，使毛細(xì)管中氣泡逸出速度為510秒/個(gè)。5、紀(jì)錄壓力計(jì)最大值，重復(fù)二次，求出P最大1平均值。6、同法測(cè)定各濃度下正丁醇水溶液的P最大2值。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的原始記錄  溫度：   25       &

5、#160;水的表面張力：0.07197N/m  儀器常數(shù)K：0.1190    溶液濃度/mol·L-1壓力差p/kPa /N·m-1( d/dc)T/mol·m-2123平均值00.6060.6050.6030.6050.07200-0.0406000.0500.5420.5430.5450.5430.06462-0.039347.94e-70.1000.5400.5420.5430.5420.06450-0.038081.54e-60.2000.5300.5310.5300.5300.06307-0.

6、035562.87e-60.3000.5000.4990.5000.5000.05950-0.033044.00e-60.4000.4580.4580.4580.4580.05450-0.030524.92e-60.5000.4460.4460.4470.4460.05307-0.028005.65e-60.6000.4090.4110.4110.4100.04879-0.025486.17e-60.7000.3990.4000.4000.4000.04760-0.022966.48e-6(1)查出實(shí)驗(yàn)溫度下水的表面張力，計(jì)算儀器常數(shù)K。 (2)計(jì)算系列正丁醇溶液的表面張力，根據(jù)上述

7、計(jì)算結(jié)果，繪制c等溫線。=-(c/RT)*( d/dc)(3) 求導(dǎo)得到d/dc代入吉布斯方程可計(jì)算溶液表面吸附量；y=ax2+bx+ca=0.0126 b=-0.0406 c=0.0695 d/dc= dy/dx=ax+b=0.0252x-0.0406=-(c/RT)*( d/dc)(4)再利用計(jì)算機(jī)作圖，c/圖，并運(yùn)用c/圖擬合直線方程，由直線斜率可得飽和吸附量= 1/A.計(jì)算出橫截面積 A: /mol/L-1 00.050.100.200.30.400.500.600.70c/61054.763010.165095.069708.175024.881219.588529.397284.9107962.5= 1/64649.4mol*m-2=1.55e-5 mol*m-2Am=1/(NA*)= 1.07e-19m2六、 結(jié)果與討論 1、 毛細(xì)管尖端為何必須調(diào)節(jié)地恰好與液面相切？ 答：如果毛細(xì)管尖端插入液下，會(huì)造成壓力不只是液體表面的張力，還有插入部分液體的壓力。 2、&