文档介绍：最大气泡压力法测定溶液表面张力
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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Gibbs公式用图解法求算不同浓度溶液的界面吸附量。
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2. 实验原理
g
l
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
比表面自由能(表面张力)
(1)溶液的界面吸附
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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Gibbs吸附方程:
[mol· m-2]
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G >0,正吸附,溶液表面张力降低:表面活性物质
G<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
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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。
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U形示压计两端***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
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
毛细管曲率半径
毛细管常数
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饱和吸附量
(3)求乙醇的分子截面积
求乙醇分子截面积
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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
,,,,,,,,-1 正丁醇溶液各50ml。按(1)步骤测定表面张力。
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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。
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