溶液表面張力測(cè)定

關(guān)于溶液表面張力測(cè)定第一頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、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（σ—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)。第二頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日

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)裝置如圖一所示。圖一中A為充滿水的抽氣瓶；B為直徑為0.2～0.3mm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。二．實(shí)驗(yàn)原理第三頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D一最大泡壓法測(cè)液體表面張力儀器裝置圖第四頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日將毛細(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。

第五頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日若毛細(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)所示最大液柱高度差，g為重力加速度，ρ為壓力計(jì)所貯液體的密度。第六頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日氣泡在毛細(xì)管口所受到的由表面張力引起的作用力為2πr?γ，氣泡剛脫離管口時(shí)，上述二力相等：第七頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日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

第八頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日對(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7.275×10－2N/m(或J/m2)。第九頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日表面張力測(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。

三．儀器和試劑第十頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、分別配制濃度為0.01、0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35mol/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5—10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。第十二頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)記錄與處理

（1）按下表將所得數(shù)據(jù)記入下表:

（2）利用公式計(jì)算毛細(xì)管常數(shù)（3）由正丁醇溶液的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各溶液的表面張力，并作σ—C曲線。（4）由σ—C曲線分別求出各濃度的值。第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日（5）利用Gibbs吸附等溫式計(jì)算出各濃度下的Γ，將Γ及由3、4式算出的各項(xiàng)結(jié)果列表：

（6）作C/Γ~C圖，應(yīng)得一直線，由直線斜率求出Γ∞；（7）計(jì)算正丁醇分子的橫截面積S0。（文獻(xiàn)值19.5A2）第十四頁(yè)，共十六頁(yè)，2022年，8月28日五、思考題

1、表面張力儀的清潔與否對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)有何影響？2、測(cè)定不同濃度溶液的表面張力時(shí)應(yīng)注意什么？3、安裝儀器時(shí)為什么要使毛細(xì)管與液面垂直，且管口端面剛好與液面向切？4、