文档介绍：宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工 144 姓名屠嘉辉学号 144020104 17 同组姓名赵若阳指导老师蒋仲庆、胡爱珠实验日期 201 、实验目的 1. 掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。 2. 通过不同浓度乙醇溶液表面张力的测定,加深对表面张力,表面自由能,表面张力和吸附量关系的理解。 3. 了解表面张力的影响因素。二、实验原理(1) 在一定温度下纯液体的表面张力为定值,当加入溶质形成溶液时,表面张力发生变化, 其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。根据能量最低原则, 若溶质能降低溶剂的表面张力, 则表面层中溶质的浓度应比溶液内部的浓度大, 如果所加溶质能使溶剂的表面张力升高, 那么溶质在表面层中的浓度应比溶液内部的浓度低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。在一定的温度和压力下, 溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入的溶质量(即溶液的浓度)有关,它们之间的关系可用吉布斯(Gibbs) 公式表示: Γ=(-c/pT)*(d γ/dc ) (1) 式中, Γ为溶质在表层的吸附量; γ为表面张力; c 为吸附达到平衡时溶质在介质中的浓度。根据朗格谬尔公式: Γ=Γ∞*(Kc/1+Kc) (2) 式中Γ∞为饱和吸附量,即表面被吸附物铺满一层分子时的Γ∞。 c/Γ=( Kc+1)/K Γ∞(3) 以 C/Γ对C 作图,得一直线,该直线的斜率为 1/Γ∞由所求得的Γ∞代入 A m =1/ Γ∞可求被吸附分子的截面积( L 为阿佛加得罗常数)。(2 )本实验用气泡最大压力法测定溶液的表面张力,将待测表面张力的液体装于表面张力仪中, 使毛细管的端面与液面相切, 液面即沿毛细管上升, 打开抽气瓶的活塞缓缓抽气, 毛细管内液面上受到一个比 A 瓶中液面上大的压力,当此压力差------- 附加压力( △ P= P 大气-P 系统) 在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时, 气泡就从毛细管口脱出,此附加压力与表面张力成正比,与气泡的曲率半径成正比,其关系式为: △ P=2 γ/R (4) 式中, △P 为附加压力; γ为表面张力; R 为气泡的曲率半径。根据上式, R=r 时的最大附加压力为: △P 最大=2γ/r(5) 式中 r 为毛细管半径实际测量时, 使毛细管端刚与液面接触, 则可忽略气泡鼓泡所需要克服的静压力, 这样就可直接用上式进行计算。当将其它参数合并为常数 K 时,则上式变为: γ=K △P 最大(6) 式中的仪器常数 K 可用已知表面张力的标准物质测得。三、实验仪器、试剂仪器:最大气泡法表面张力仪 1 套,洗耳球 1 个,烧杯 2个试剂: 正丁醇(分析纯),蒸馏水四、实验步骤 1 .仪器准备与检漏:将表面张力仪容器和毛细管先用洗液洗净,再顺次用自来水和蒸馏水漂洗,烘干后按图接好。检查是否漏气。 2 .仪器常数的测量:调节液面与毛细管端相切,并调节分液漏斗,使气泡由毛细管尖端成单泡逸出,且速度控制在每分钟形成气泡 5~10 个。当气泡刚脱离管端的一瞬间,压力计中液位差达到最大值,此时记录下Δp 最大值;改变气泡逸出速率( 控制在每分钟 5~10 个), 再依次记录 2 次,取平均值。再由手册中查出实验温度时水的表面张力,求得仪器