文档介绍:最大泡压法测定溶液表面力
明确表面力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义;掌握最大泡压法测定溶液表面力的原理和技术:3?掌握计算表面吸附量利吸附质分子截面积的方法。
实验原理:
表面力和表面吸附
液体表面层的分子一方面受到液体层的邻液测定溶液的表面力有多种方法,较为常用的有最大泡压法其测量方法基本原理可参见图
图2最大抛压法测液体表面力装置
最大泡压法测表面力原理液祖遗小
聒x液小毛
2。
最大
图中B是管端为毛细管的玻璃管,与液面相切。毛细管气压为6°试管A中气压为从当打开活塞E时,C中的水流出,体系压力p逐新减小,逐浙把毛细管液面压至管口,形成气泡。在形成气泡的过程中,液面半径经历:大一小一大,即中问有一极小值此时气泡的曲率半径最小,根据拉普拉斯公式,先泡承受的压力差也最大,有公式:
里=R)—P=2//r此压力差可由压力计D读出,故待测液的表面力为/=rxAi)/2(4)若用同一支毛细管测两种不同液体,其表面力分别为YuY2,压力计测得压力差分别为5、“贝U:
/,//2=A/?,/A2(5)若其中一种液体的5巳知,例如水,则另一种液体的表面力可由上式求得。即:
/2=(/!/S)X=KXAPj(6)式中K=(yJ、)称为仪器常数,可用某种已知表面力的液体(常用蒸馆水)测得。
仪器与试剂:
最大泡压法表面力仪,将密数字压力计,吸耳球,移液管(各种量程),容量瓶((分析纯〉,燕锚水。
实验步骤:
仪器准备与检漏
将洁净的表面力仪各部分连接好。将自来水注入抽气管C中:在试管A中注入约50mLM水,使毛细管下端较深地浸入到水中;打开活塞E,这时抽气管C中水流出,使体系的压力降低(注意:勿降低到使毛细管口制泡),当压力计指示出若干压力差时,关闭活塞E,停止抽气。若2min-3min,压力计指示压力差不变,则说明体系不潘气,可以进行实菠。
仪器常数K的测量
调节毛细管或液面高度,使毛细管口与水面相切。打开活塞£抽%,调节抽气速度,使%泡由毛细管尖端成单泡逸出,且每个气泡形成的时问为为6s?10s。若形成时问太短,则吸附平■衡来不及在气泡表面建立起来,测得的表面力也不能反映该浓度之真正的表面力值。在形成气泡的过程中,液面半径经历:大?小一大,同时压力差计指示值的绝对值则经历:小一大一小的过程,记录下绝对值最大的压力差,三次,取加平■均值。再由附录中,查出实1S温度时水的表面力J则可以计算仪器常数3?系列浓度正丁醇水溶液表面力的测定
、、?「的系列正丁醇溶液,与测仪器常数相同的方法,按由稀到浓的顺序测定各溶液最大压力差,求出各溶液的表面力丫。
测定管每次应用待测液淌洗一次。
数据处理:
数据记录参考格式如下表(计算时注意单位换算)温度:?水的表面力::
溶液浓度
/mol?L
压力差山p/kPa
Y/N?m1
(dY/dc)t
1'/mo1?m2
1
2
3
平■均值
0
-
0
0.