目的要求了解表面张力的性质
表面张力的测定
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3. 表面张力随溶液浓度变化的测定 ： 用 少量0.005mol/L正丁醇溶液润洗表面张力 少量 正丁醇溶液润洗表面张力 仪，注入正丁醇溶液以使液面恰与毛细管 尖端相切，同步骤2的操作 的操作， 尖端相切，同步骤 的操作，记录压力差 计的液面高度差，连续读取三次， 计的液面高度差，连续读取三次，取其平 均值。然后依次换取0.15mol/L、0.25mL、 均值。然后依次换取 、 、 0.35mol/L、0.45mol/L、0.50mol/L正丁 、 、 正丁 醇溶液，每换一次测定一次压力差h最大， 醇溶液，每换一次测定一次压力差 最大， 平行测定三次，取平均值。 平行测定三次，取平均值。
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最大泡压法的测定原理
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Байду номын сангаас
若毛细管内空气压力比液面上压力大， 若毛细管内空气压力比液面上压力大，则在毛细管地步能形成空 气泡。当这两个压力之差， 气泡。当这两个压力之差，即附加压力大到足以克服气泡的表面 张力时，空气泡将脱离毛细管底部而逸出。 张力时，空气泡将脱离毛细管底部而逸出。附加压力与表面张力 成正比，与气泡的曲率半径成反比， 成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为
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五.注意事项： 注意事项：
１.仪器系统不能漏气。 仪器系统不能漏气。 所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直， ２.所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直， 其管口刚好与液面相切。 其管口刚好与液面相切。 读取压力计的压差时， ３.读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时 的最大压差。 的最大压差。
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六.数据处理： 数据处理：
1. 计算仪器常数K和溶液表面张力σ，绘制σ—C 计算仪器常数K和溶液表面张力σ 绘制σ 等温线。 等温线。 2. 作切线求Z，并求出Г，C/Г。 作切线求Z 并求出Г 3. 绘制Г—C，C/Г—C等温线，求Г∞并计算So。 绘制Г 等温线， 并计算S
_最大泡压法测定溶液的表面张力2
实验二十 最大泡压法测定溶液的表面张力一、实验目的1. 了解表面张力的性质，表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系；2. 掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术；3. 测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算溶液的表面吸附量和正丁醇分子的横截面积。
二、基本原理（一）表面自由能溶液表面分子在外侧方向没有其它分子的作用，因而溶液表面分子比内部分子具有更高的平均位能，故液体有尽量缩小表面积的倾向。
从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，将使体系总自由能减小。
欲使液体增大单位面积时，要由外界对液体作功，其所需要的能量称为液体的表面自由能或表面能。
液体表面积的缩小将使其达到尽可能低的位能状态，所以自由小液滴常呈球形。
A ΔS Δ成正比：假设液体产生新的表面，则需对其作功的大小应与W S σ−=⋅Δ （） II-20-1A ΔW σ−=式中S 为表面积，σ即为表面张力。
如果为1 m 2是在恒温恒压下生成1 m 2，则新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能或表面能，其单位为J·m -2，即恒温恒压下体系增加一单位表面积时所需的能量。
因为J·m -2 = N·m·m -2 = N·m -1σ，所以也可将看作是表面层的分子垂直作用在界面每单位长度边缘上且与表面平行或相切的收缩力，称为比表面张力，简称表面张力，其单位是N·m -1。
它与表面自由能的概念不同，但量纲一致。
σ表示了液体表面自动缩小趋势的大小，其量值与液体的成分、溶液的浓度、温度及表面气氛等因素有关。
（二）溶液的表面吸附在定温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。
溶液表面张力与其组成的关系大致有以下三种情况：（1）随溶质浓度增加表面张力略有升高；（2）随溶质浓度增加表面张力降低，并在开始时降得快些；（3）溶质浓度降低时表面张力急剧下降，于某一浓度后表面张力几乎不再改变。
实验二十四 最大泡压法测定溶液的表面张力
前者表明加入溶质使液体表面张力下降，此类物质叫表面活性物质；后者表明加入溶质使液体表面
张力升高，此类物质叫非表面活性物质。本实验测定正吸附情况。
3、饱和吸附量和溶质分子的横截面积
在一定的温度下，吸附量Γ与浓度 c 之间的关系，可用 Langmu饱和吸附量，K 为经验常数，其值与溶质的表面活性大小有关。将上式两边取倒数，即
2、如果将毛细管末端插入溶液内部进行测量行吗？为什么？
答：不行。如果那样做就会在毛细管中产生一段水柱，产生压力，则测定管中的压力就会变大，使测 量结果变大。即将毛细管末端插入到溶液内部时，毛细管内会有一段水柱，产生压力 Pˊ，则测定 管中的压力 Pr 会变小，△pmax 会变大，测量结果偏大。
3、本实验中为什么要读取最大压力差？
3、同上法，测量 0.05、0.1 、0.2 、0.3 、0.4 、0.5 、0.7 mol·dm-3 正丁醇水溶液。
4、实验结束，彻底洗净测定管，注入蒸馏水到和毛细管相切位置。关闭仪器的电源。整理实验台面。
Ⅴ、实验原始数据记录 实验温度： 29.4℃
实验大气压：
101.59kPa
浓度/ moldm-3 Δp1/kPa Δp2/kPa Δp3/kPa Δp 平均/kPa σ/10-3N.m-1
-0.36 -0.36 -0.36 -0.36 37.7
-0.34 -0.34 -0.34 -0.34 35.2
-0.29 -0.29 -0.29 -0.29 30.1
Ⅵ、实验数据处理
实验数据处理如下所示：
室温 ℃ 大气压 Pa 溶液浓度 Pmax1 Pmax2 Pmax3 Δpmax σ*1E3/ Nm-1 Ln c σ/ Nm-1 直线斜率 吸附量 /molm-2
表面张力的原理
表面张力的原理
表面张力是液体表面产生的一种现象，其原理是由液体分子间的相互作用力引起的。
液体分子在表面受到的吸引力不平衡，导致其与体积内的分子相比表现出较强的拉力。
这种拉力使得液体表面呈现出一种类似薄膜的弹性结构，使得表面缩小并尽可能减少表面积。
这种现象正是表面张力的基本原理。
表面张力与分子间相互作用力有关。
液体分子之间存在吸引力，即范德华力或氢键等。
这种吸引力使液体分子趋于相互靠近，而表面上的分子由于周围分子较少，因此受到的吸引力也减少，导致与体积内的分子相比表现出较强的拉力。
表面张力的大小取决于液体的性质和温度。
不同液体的表面张力不同，例如水的表面张力较大，而酒精的表面张力较小。
温度的升高会降低表面张力，原因是温度升高会增加液体分子的热运动，从而减弱液体分子间的吸引力。
另外，液体中添加表面活性剂，如肥皂或洗涤剂，可以降低表面张力。
表面张力在日常生活中有许多应用。
例如，水珠在莲叶上能够形成球形，是由于水的表面张力使得水珠尽量减少表面积。
此外，在水平放置的尺子上，液体呈现出凹曲的形状，也是由于液体的表面张力引起的。
《水的表面张力》的教案
《水的表面张力》的PPT教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解什么是表面张力。
让学生了解表面张力的基本性质和特点。
1.2 教学内容表面张力的定义表面张力的基本性质和特点1.3 教学方法采用讲解和演示相结合的方法，让学生通过实例直观地了解表面张力。
1.4 教学工具PPT第二章：表面张力的定义2.1 教学目标让学生了解表面张力的定义。
2.2 教学内容表面张力的定义及其在液体表面形成的原因。
2.3 教学方法通过PPT展示和讲解相结合的方式，让学生理解表面张力的定义。
2.4 教学工具PPT第三章：表面张力的基本性质和特点3.1 教学目标让学生了解表面张力的基本性质和特点。
3.2 教学内容表面张力的基本性质和特点，如：凝聚力、弹性、毛细现象等。
3.3 教学方法通过PPT展示和讲解相结合的方式，让学生理解表面张力的基本性质和特点。
3.4 教学工具PPT第四章：表面张力的应用4.1 教学目标让学生了解表面张力在日常生活和工业中的应用。
4.2 教学内容表面张力在日常生活和工业中的应用实例，如：洗涤剂、防水剂等。
4.3 教学方法通过PPT展示和讲解相结合的方式，让学生了解表面张力在日常生活和工业中的应用。
4.4 教学工具PPT5.1 教学目标5.2 教学内容5.3 教学方法5.4 教学工具PPT第六章：表面张力的测量6.1 教学目标让学生了解表面张力的测量方法。
6.2 教学内容表面张力计的使用原理不同测量方法的比较和评价6.3 教学方法通过PPT展示和讲解相结合的方式，让学生了解表面张力的测量方法。
6.4 教学工具PPT第七章：表面活性剂与表面张力7.1 教学目标让学生了解表面活性剂对表面张力的影响。
7.2 教学内容表面活性剂的定义和分类表面活性剂如何影响表面张力7.3 教学方法通过PPT展示和讲解相结合的方式，让学生了解表面活性剂与表面张力的关系。
7.4 教学工具PPT第八章：表面张力在实际应用中的案例分析8.1 教学目标让学生了解表面张力在实际应用中的案例。
最大气泡法测定液体表面张力
最大气泡法测定液体表面张力目的要求了解表面张力的性质，表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积实验原理1．在指定的温度下，纯液体的表面张力是一定的，一旦在液体中加入溶质成溶液时情况就不同了，溶液的表面张力不仅与温度有关，而且也与溶质的种类，溶液浓度有关。
这是由于溶液中部分溶质分子进入到溶液表面，是表面层分子组成发生了改变，分子间引力起了变化，因此表面张力也随着改变，根据实验结果，加入溶质以后在表面张力发生改变的同时还发生溶液表面层的浓度与内部浓度有所差别，有些溶液表面层浓度大于溶液内部浓度，有些恰恰相反，这种现象称为溶液的表面吸附作用。
实验原理按吉布斯吸附等温式：c d 1 d 1 RT dc RT d ln c式中：Г-代表溶质在单位面积表面层中的吸附量molm-2C－代表平衡时溶液浓度molL-1R1－气体常数8.314Jmol-1K-1T－吸附时的温度K。
从1式可看出，在一定温度时，溶液表面吸附，与平衡时溶液浓度C和表面张力随浓度变化率成正比关系。
实验原理当c T ＜0时，Г＞0表示溶液表面张力随浓度增加而降低，则溶液表面发生正吸附，此时溶液表面层浓度大于溶液内部浓度。
当c ＞0时，Г＜0表示溶液表面张力随浓度增加而增T 加，则溶液表面发生负吸附，此时溶液表面层浓度小于溶液内部浓度。
我们把能产生显著正吸附的物质即能显著降级溶液表面张力的物质，称为表面活性物质。
本实验用表面活性物质乙醇配制成一系列不同浓度的水溶液，分别测定这些溶液的表面张力σ，然后以σ对lnC作图得一曲线，求曲线上某一点的斜率可计算相当于该点浓度时溶液的表面吸附量。
实验原理2．本实验测定各溶液的表面张力采用气泡最大压力法，此法原理是当毛细管与液面接触时，往毛细管内加压或在溶液体系减压则可以在液面的毛细管出口处形成气泡。
实验八十三 最大泡压法测定溶液的表面张力
EMBED Equation.3 （3）
式中k为经验常数，与溶质的表面活性大小有关。由上式可知，当浓度很小时，Γ与c成直线关系；当浓度较大时，Γ与c成曲线关系；当浓度足够大时，则呈现一个吸附量的极限值，即 EMBED Equation.3 。此时若再增加浓度，吸附量不再改变。所以 EMBED Equation.3 称为饱和吸附量。 EMBED Equation.3 可以近似的看做是在单位表面上定向排列呈单分子层吸附时溶质的物质的量。求出 EMBED Equation.3 值，即可算出每个被吸附的表面活性物质分子的横截面积As。
式中L为阿伏加德罗常数。
因此，如测得不同浓度溶液的表面张力，从γ-c曲线可求得不同浓度的斜率dγ/dc，即可求出不同浓度的吸附量Γ，再从c/Г-c直线上求出Г∞，便可计算出溶质分子的横截面积As。
4、最大泡压法
测定表面张力的方法很多，本实验用最大泡压法测定正丁醇水溶液的表面张力。实验装置如图83-4所示。
式中γ为液体的比表面自由能，单位为J·m-2，即增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量，或者单位表面积上的分子比相同数量的内部分子“超额的” 吉布斯自由能。也可将γ看作液体限制其表面，力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为表面张力，单位为N·m-1。γ表示了液体表面自动缩小趋势的大小，其值与液体的成分、溶质的浓度、温度及表面气氛等因素有关。
2、溶液的表面吸附
纯液体表面层的组成与内部的组成相同，因此，纯液体降低表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。对于溶液，由于溶质能使溶剂表面张力发生改变，因此，可以通过调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
最大气泡法测定液体的表面张力实验报告
最大气泡法测定液体的表面张力实验报告一、实验目的通过最大气泡法测定液体的表面张力，了解表面张力与液体性质之间的关系，为实际应用提供依据。
二、实验原理最大气泡法是一种通过测量气泡在液体表面形成时的最大压力差来计算液体表面张力的方法。
当气泡从液体内部逸出时，会受到液体表面张力的作用。
当气泡逐渐增大时，其受到的表面张力也会逐渐增大，直到达到一个平衡状态，此时的气泡即为最大气泡。
通过测量最大气泡时的压力差，可以计算出液体的表面张力。
三、实验步骤准备实验器材：最大气泡仪、液体样品、滴管、恒温水浴、支架等。
将最大气泡仪置于支架上，调整至水平状态。
用滴管向最大气泡仪内加入适量液体样品。
开启恒温水浴，保持水温稳定。
观察并记录气泡的形成过程，当气泡达到最大时，记录此时的电压差。
重复实验，至少进行三次，取平均值作为最终结果。
四、实验结果以下为实验结果数据表：五、实验总结通过最大气泡法测定液体的表面张力，我们得到了不同液体的表面张力数据。
从实验结果可以看出，不同液体的表面张力存在差异。
其中，水的表面张力最高，蜂蜜次之，牛奶和醋的表面张力相对较低。
这可能与液体的分子结构、极性等因素有关。
此外，我们还发现实验结果的重复性较好，说明该方法具有较高的精度和可靠性。
通过本实验，我们不仅了解了不同液体的表面张力，还掌握了一种实用的测量方法。
这对于实际应用中涉及液体表面张力的问题具有重要的指导意义。
例如，在工业生产中，可以通过调整液体的表面张力来改善产品的性能；在生物学领域，了解液体的表面张力有助于研究细胞与环境之间的相互作用等。
因此，本实验具有一定的实用价值和应用前景。
表面张力课程设计
表面张力课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握表面张力的定义，了解其产生的原理。
2. 学生能运用表面张力的相关知识解释生活中相关的现象。
3. 学生能了解表面张力与液体性质之间的关系，如毛细现象、液滴的形成等。
技能目标：1. 学生能够通过实验观察和数据分析，探究表面张力的作用。
2. 学生能够运用科学方法，进行实验设计和实施，培养动手操作能力和观察能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自然科学现象的好奇心，激发学习物理的兴趣。
2. 培养学生勇于探索、善于合作的精神，提高学生的团队协作能力。
3. 增强学生保护环境、珍惜资源的意识，使他们在日常生活中能够关注和践行绿色环保。
课程性质：本课程属于物理学科，以实验和观察为主，结合理论分析，培养学生的科学素养。
学生特点：本课程面向初中生，学生具有一定的物理基础和实验能力，好奇心强，善于观察和思考。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实验和观察，自主探究表面张力的相关知识。
同时，关注学生的个体差异，鼓励他们积极参与，充分表达自己的观点。
在教学过程中，关注学生的情感态度，培养他们的科学精神和环保意识。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，提高科学素养。
二、教学内容1. 表面张力的定义及产生原理- 引导学生理解分子间作用力与表面张力的关系。
- 课本章节：第三章第2节“液体表面的张力”。
2. 表面张力的相关现象- 通过实例分析，使学生了解表面张力在生活中的应用。
- 课本章节：第三章第3节“表面张力的作用及实例”。
3. 表面张力与液体性质的关系- 探讨表面张力与毛细现象、液滴形成等现象的关联。
- 课本章节：第三章第4节“表面张力与液体性质”。
4. 实验探究- 设计实验，观察表面张力的表现，分析实验数据。
- 课本章节：第三章实验“液体表面张力的测定”。
5. 科学方法与实践- 引导学生运用科学方法进行实验设计和实施，培养动手操作能力。
液体的表面张力
液体的表面张力液体表面张力是指液体内部分子力与表面上分子力的平衡状态。
在液体表面上，由于没有边界约束，分子只受到相邻分子的吸引力，所以呈现出较高的拉力和聚集趋势。
在本文中，我将介绍液体表面张力的定义、性质和应用。
一、液体表面张力的定义液体表面张力是指液体中的分子与液体表面上的分子相互作用所形成的张力。
液体表面张力与液体分子间的相互作用力有着密切的关系。
液体分子之间存在着各种相互作用力，如分子间的吸引力、斥力和静电力等。
在液体表面上的分子由于受到周围分子的吸引，导致表面张力的产生。
二、液体表面张力的性质1. 表面张力的测量一种常见的测量液体表面张力的方法是用一个称为“浸没法”的实验。
在这个实验中，我们将一个细长的平板浸入液体中，通过测量液体的上升高度来确定液体的表面张力。
根据勾股定理，液体表面张力与液体上升高度之间存在着一定的数学关系。
2. 表面张力的影响因素液体表面张力受多种因素的影响，其中包括温度、压力和液体种类等。
一般来说，液体的表面张力随着温度的升高而减小，因为温度升高会导致分子间距的增大，从而减弱分子间相互作用力。
此外，增加压力也会使液体的表面张力减小，因为增加压力会使分子之间更加紧密，从而增大分子间的相互作用力。
3. 表面张力的特性液体的表面张力具有一些特殊的性质，如表面张力使液滴呈现球形状，因为球形是能够使表面积最小化的形状。
此外，表面张力还可以使液体在狭窄的管道中产生毛细现象，即液体可以升高或下降到远高于或远低于液体自身的一级面。
三、液体表面张力的应用液体表面张力在生活和工业中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 液体传输液体的表面张力可以用于液体的传输，例如用于液体泵和液体输送管道中。
液体表面张力的存在可以帮助液体克服重力和摩擦力，从而实现有效的液体输送。
2. 染料和墨水染料和墨水中也存在着液体表面张力的影响。
使用液体表面张力的原理，可以控制染料和墨水在纸张或织物上的分布，从而实现更均匀和准确的染色或印刷效果。
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力实验报告第一部分实验目的及原理说明实验目的：1、学习表面张力的定义和表面张力的测量方法。
2、掌握测量液体表面张力的方法。
3、了解表面张力对物体的作用。
原理说明：表面张力是指液体表面的一种特殊性质，这种性质由于分子之间相互作用力的特殊性质而产生。
一般情况下，液体分子之间的引力是作用于液体内部，并且在所有方向上都有相同的引力。
但是在液体表面，分子的周围没有分子，所以液体表面上的分子会受到与周围分子作用力的不平衡，会受到一个向液体内部的引力和一个平行于表面的引力，由于不同分子之间的作用力不同，因此表面张力的大小也不同。
表面张力与分子间作用力有关：分子间吸引力产生的表面张力为吸引型表面张力，如水在水杯壁上的贴附和水珠的形成;分子间排斥力产生的表面张力为排斥型表面张力，如石油在水中的浮力作用。
表面张力可以用浸入法、悬珠法和滴下法等进行测量。
本实验采用的是浸入法。
第二部分实验装置实验装置：水、玻璃棒、实验台、量筒、计时器。
第三部分实验过程与结果1、实验过程①先将实验室提供的水分别倒入不同小量筒中。
②然后将不同大小的玻璃棒分别浸入水中，测量不同浸入深度时的浸入时间，记录数据。
③结束实验后清洗玻璃棒和量筒，准备下一组实验。
2、实验结果利用实验数据可以计算出水的表面张力（见表1）。
实验过程中得到的数据理论上应该是成正比例的，即玻璃棒的浸入深度越小，浸入时间应该越短，从而计算出水的表面张力应该越大，实验的结果符合此规律。
表1计算不同浸入深度时水的表面张力浸入深度（cm）浸入时间（s）表面张力（N/m）1.66.880.0701.25.140.0740.83.590.0780.42.000.0840.21.150.092可以看出，表面张力随着水的浸入深度的减小而增大。
当玻璃棒完全浸入水中，表面张力为零。
第四部分数据分析及实验结论1、数据分析（1）由表1可以得出，水的表面张力随着玻璃棒的浸入深度的减小而增大，这与实验的预期结果相符。
液体表面张力与液滴形状实验报告
液体表面张力与液滴形状实验报告一、引言实验目的：探究液体表面张力对液滴形状的影响，了解液体表面张力的特性以及液滴形状与表面张力之间的关系。
二、实验设备与原理实验设备：玻璃板、水滴形成装置、清洁纸、毛细计、测角尺。
实验原理：液体表面张力是由分子间作用力引起的，当外界施加力使表面缩小或拉长时，分子间的作用力反抗这种变化。
液滴形状是受到表面张力与重力之间的平衡影响。
三、实验步骤1. 准备实验材料和设备，确保玻璃板清洁无灰尘。
2. 安装水滴形成装置，调节装置的流量以控制液滴大小。
3. 在玻璃板上放置清洁纸，使其张紧。
4. 使用毛细计吸取一定量的液体，将其滴在玻璃板上，形成一个液滴。
5. 利用测角尺测量液滴高度和底径，并记录数据。
6. 重复以上步骤，得到一系列不同液滴大小的实验数据。
四、实验结果与数据分析根据实验数据，绘制液滴直径和液滴高度之间的关系曲线。
通过施加不同的外界力，观察液滴形状的变化。
当外界力较小时，液滴形状接近球状；当外界力增大时，液滴会变得扁平或拉长。
这说明液滴形状受到液体表面张力的影响。
液体表面张力越大，液滴形状越接近球状。
五、实验讨论与结论通过本实验，我们可以得出液滴形状与液体表面张力之间的关系。
液体表面张力越大，液滴形状越接近球状。
这是因为液滴表面处的分子间相互吸引力比边缘处的分子吸引力更大，导致液滴表面形成一个较为紧凑的结构，使其呈现球状。
当外界施加力时，液滴形状发生变化，但仍然保持着表面张力与重力之间的平衡。
综上所述，液体表面张力与液滴形状之间存在密切关系。
通过实验我们可以观察到液滴形状的变化，进一步了解液体表面张力的特性。
这对于理解液体分子间作用力以及液体性质具有重要意义。
六、实验感想与意义通过本实验，我深刻认识到液体表面张力与液滴形状之间的联系。
实验过程中，我学会了使用毛细计来测量液滴的高度和底径，掌握了调节水滴形成装置流量的方法。
此外，我还发现实验中的一些细节操作会影响液滴形状，这对于保持实验结果的准确性至关重要。
实验六： 溶液表面张力的测定
c γ = γ 0 − γ 0 * b * ln(1 + ) a
曲线上任选一点i作切线 即可得该点所对应浓度C 在γ-C曲线上任选一点 作切线 即可得该点所对应浓度 i 的 曲线上任选一点 作切线,即可得该点所对应浓度
dγ 再由上式可求得不同浓度下的Γ值 斜率 ( ) T ，再由上式可求得不同浓度下的 值。 dC
1 A= Γ∞ L
4. 测定表面张力的方法 测定液体表面张力的方法很多，如最大泡压法法、 吊环法。
（1）最大泡压法
当毛细管的下端端面与被测液体液面相切时，液 体即沿毛细管上升。打开抽气瓶（滴液漏斗）的活塞 进行缓慢放水抽气，此时测定管中的压力逐渐减小， 由于毛细管内液面上所受的压力（p大气 ） 大于测定管 中液面上的压力（ p系统 ），故毛细管内的液面逐渐下 降，并从毛细管管端缓慢地逸出气泡。在气泡形成过 程中，由于表面张力的作用，凹液面产生了一个指向 液面外的附加压力，因此有下述关系：
在实验中，若使用同一支毛细管，则
σ = K ' ∆p
K’为毛细管常数。
在本实验中，用已知表面张力的水作为标准，求出仪 器常数的值。然后只要用这一仪器测得其它液体的 值，通过上式计算，即可求得各种液体的表面张力。
三、实验步骤
1. 配置不同浓度的乙醇 水溶液 配置不同浓度的乙醇-水溶液 水溶液60-70ml： ： 浓度参考： 浓度参考：3%,6%,10%,15%,20%,25%,40% 配置方法： 配置方法：称重法 洗净烘干50ml碘量瓶，放到分析天平上称重后，归零。 洗净烘干50ml碘量瓶，放到分析天平上称重后，归零。 碘量瓶 用量筒量Xml乙醇于碘量瓶中，称重W1。再用另一个量筒量 乙醇于碘量瓶中，称重 用量筒量 乙醇于碘量瓶中 Yml纯水于碘量瓶中，称重W2。 纯水于碘量瓶中，称重 纯水于碘量瓶中 计算溶液的准确浓度为(W 计算溶液的准确浓度为 1/W2)×100% × 配好后盖紧塞子，以防挥发。 配好后盖紧塞子，以防挥发。
水的表面张力实验报告
水的表面张力实验报告
实验目的：
通过水的表面张力实验，了解水的表面张力的性质及其影响因素。
实验原理：
表面张力是液体分子间相互吸引力的结果，是液体表面上一层分子受其下面一层分子的吸引力而受到的拉力。
当水面上有其他物体时，表面张力会使水面收缩，使物体在水面上浮起。
实验中常用浸润角（物体表面与水面之间的接触角）来描述表面张力。
实验材料与设备：
1. 密封的平底容器
2. 滴管或吸管
3. 大理石或玻璃片
4. 清水
实验步骤：
1. 将清水倒入密封的平底容器中，待水面平静后进行下一步操作。
2. 使用滴管或吸管从容器中取一滴水，缓缓将其滴在大理石或玻璃片上。
3. 观察水滴在大理石或玻璃片上的形态及表面张力现象，测量水滴与大理石或玻璃片表面之间的浸润角。
实验结果分析：
1. 水滴在大理石或玻璃片上呈圆形凸起状，表明水滴具有表面张力。
2. 测量得到的浸润角可以通过Young-Laplace方程计算水的表
面张力。
实验注意事项：
1. 实验过程中要保持容器内的水面平静，避免水面的风吹动或触摸。
2. 使用滴管或吸管时要小心操作，避免水滴过大或过小。
3. 测量浸润角时要准确记录浸润角的数值，避免误差产生。
实验结论：
通过水的表面张力实验，我们可以观察到水滴在大理石或玻璃片上呈圆形凸起状，表明水滴具有表面张力。
浸润角的测量可以计算出水的表面张力。
水的表面张力对于水面上浮体的浮力、水滴的形态以及很多其他现象都具有重要影响。
实验十三 最大泡压法测定溶液的表面张力
6）表面活性物质在吸附层的定向排列 根据实验，脂肪酸在水中的浓度达到一定数值 后，它在表面层中的吸附量为一定值，与本体浓度无 关，并且和它的碳氢链的长度也无关。
这时，表面吸附已达 到饱和，脂肪酸分子合理 的排列是羧基向水，碳氢 链向空气。
根据这种紧密排 列的形式，可以计算 每个分子所占的截面 积am。
七、问题与思考
1.本实验为什么要读取最大压力差？ 2.测定管的清洁与否对数据有何影响？ 3.在测量过程中，如果滴液瓶滴液速度过 快对测量结果有何影响？
乙醇水溶液的浓度-折光率工作曲线，浓度为质量百分比，温度为25℃
二、基本原理
1.基本概念
1）表面张力(surface tension)： 在两相（特别是气-液）界面上，处处存在 着一种张力，它可看成是引起液体表面收缩的单
位长度上的力，指向液体方向并与表面相切。
把作用于单位边界线上的这种力称为表面 张力，用g 表示，单位是N· -1。 m
将一含有一个活动边框的金属 线框架放在肥皂液中，然后取出悬 挂，活动边在下面。由于金属框上 的肥皂膜的表面张力作用，可滑动 的边会被向上拉，直至顶部。
m
六 注意事项：
a: 玻璃器皿一定要洗涤干净，否则测定的数据不真实；毛细 管的清洗方法：将毛细管在下次被测溶液中沾一下，溶液在 毛细管中上升一液柱，然后用洗耳球将溶液吹出，重复3~4 次。切忌用洗耳球将溶液吸至毛细管内再将其吹出，如此操 作容易引起毛细管的堵塞。 b:在步骤2中，在测定有效数据之前一定要检查系统的气密 性，否则数据不真实； c: 测量乙醇溶液的表面张力时按从稀到浓依次进行； d: 必须将液面刚好与毛细管口相接触。若毛细管末端插入到 溶液内部，则气泡外的压力 ，此时因为h不等于0， e: 抽气速度不能太快，否则p最大测量结果将会偏小。 f: 要读取最大压力差数值，因为 p最大 与毛细管的半径r 是对 应的，只有这样才能获得一致的数据。
水的表面张力性质研究
水的表面张力性质研究水是地球上最基本、最重要的物质之一。
我们平时所熟知的水是液态的，但是它的结构却十分复杂。
水的分子由一个氧原子和两个氢原子组成，形成了类似V字型的分子结构。
这种结构决定了水分子之间的相互作用，包括水的表面张力。
水的表面张力是指水面上的分子因相互作用而形成的一种拉力，也可以看作是水面上的弹性。
这种表面张力使得水表面呈现出一种特殊的性质，比如能够承载轻质物体而不沉没，形成水滴等。
那么水的表面张力是如何产生的呢？表面张力的产生与水分子之间的相互作用有关。
由于水分子中的氧原子电负性较高，氢原子电负性较低，所以水分子中带正电荷的氢原子与带负电荷的氧原子之间会产生静电吸引力。
这种相互作用力导致水分子在水面上聚集，形成一个紧密的结构，从而形成表面张力。
水的表面张力既有利有弊。
首先，表面张力使得水具有较高的凝结性能，例如，水滴会自然地呈现出圆形。
这是因为水的表面张力使得水滴的表面向内收缩，最终使水滴形成一个球形，这样可以减少水滴表面积，从而减少表面能量的消耗。
这也是为什么水滴在水面上可以滑行，而不易滴落到表面下的原因。
此外，水的表面张力还使得一些小的物体可以浮在水面上，比如昆虫和植物的叶片。
这是因为表面张力可以承载轻质物体的重量，使得它们不会直接沉入水中。
这种现象也被广泛应用在生物界，比如一些水生昆虫在水面上行走，捕食和繁殖。
然而，背后也隐藏着一些水的表面张力的负面影响。
表面张力使得水分子在水面上聚集，形成一层非常薄的“皮肤”的结构。
这种结构不仅能够限制氧气的扩散，影响水中生物的呼吸，还能够吸附许多有害物质，如空气中的颗粒物和污染物。
这就是为什么我们不能直接喝到池塘或河流中的水，而需要进行净化处理。
除了常见的表面张力现象，水的表面张力还在科学研究和工业应用中发挥重要作用。
例如，在材料科学中，通过调控材料表面张力可以控制材料的润湿性和接触角，从而实现特定的功能，如自洁、抗粘附等。
在涂料、油漆和胶水等工业中，了解和控制表面张力可以改善产品的性能和工艺。
表面张力的物理原理
表面张力的物理原理表面张力是一种特殊现象，它是液体分子间的相互作用力导致液体表面处于紧绷状态的结果。
本文将探讨表面张力的物理原理及其相关应用。
一、表面张力的概念表面张力是指液体表面处的分子受到的向内的引力，它使得液体表面呈现出一定的膜状结构，类似于一层薄膜。
表面张力是液体分子间相互作用力的结果，主要包括三种类型：分子间吸引力、分子间斥力和分子间电荷引力。
液体内部的分子间相互作用力是各向同性的，然而液体表面上的分子处在不完整的相互作用力场中，所以会出现相对较强的表面张力。
二、表面张力的原理表面张力是由于分子间力的不平衡所导致的。
对于位于液体内部的分子而言，由于与周围分子存在相互吸引的力，所以它们会受到均衡的力，使得液体内部是平衡的。
然而，位于液体表面的分子由于周围分子的减少，无法形成完整的各向同性相互作用力场，因此会受到来自液体内部的引力。
同样道理，表面上的液体分子对外部的分子也会存在一定的相互作用力，这是由于液体内部的分子施加在表面上的引力和外部分子施加在表面上的压力相抵消所导致的。
三、表面张力的性质1. 使液体表面呈现弹性形态表面张力使得液体表面呈现出类似弹性膜的形态。
当液体表面受到外部的力时，表面张力会通过液体分子的重排来恢复初始状态。
这种性质对于一些生物现象，如昆虫在水面行走、水珠在叶片上的保持等都起着重要作用。
2. 形成液滴由于表面张力的作用，液体在自由状态下会形成球状液滴。
这是因为球状液滴对于单位面积的表面积来说，具有最小的体积。
同时，在液体与其他物体接触的情况下，液滴也能够保持一定的形状和稳定性。
四、表面张力的应用1. 液体的涂布和浸润表面张力可以影响液体在固体表面的涂布和浸润行为。
对于不易润湿的固体表面，液体的接触角较大，液体无法充分润湿固体表面。
而在易润湿的固体表面，液体的接触角较小，液体能够充分润湿固体表面。
2. 水的上升和下降在细小的毛细管或细管道内，由于表面张力的作用，液体能够在内部产生一定的上升或下降效应。
掌握表面张力的应用
掌握表面张力的应用表面张力是液体分子间相互作用力的一种表现形式，它对于许多实际应用具有重要意义。
掌握表面张力的应用可以帮助我们解决一些实际问题，提高生活质量和工作效率。
本文将介绍表面张力的定义和原理，并探讨其在不同领域的应用。
一、表面张力的定义和原理表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力所产生的张力。
液体分子间的相互作用力主要有两种：吸引力和斥力。
吸引力使得液体分子趋向于聚集在一起，而斥力则使得液体分子趋向于分散开来。
在液体表面上，由于没有上方的分子可以吸引，所以表面上的分子受到的吸引力较大，而斥力较小，导致表面上的分子呈现出一种拉紧的状态，形成表面张力。
表面张力的大小与液体的性质有关，与液体的分子间相互作用力强弱有关。
一般来说，分子间相互作用力越强，表面张力就越大。
同时，表面张力还与温度有关，温度升高会使表面张力减小。
二、表面张力的应用1. 水滴的形成和液体的浸润表面张力使得液体呈现出球形的形状。
当液体滴在固体表面上时，表面张力使得液体呈现出球形的形状，形成水滴。
这种形状有助于液体在固体表面上滑动，减小了摩擦力，提高了液体在固体表面上的浸润性。
2. 水的上升和植物的输送表面张力还可以解释水在细小管道中上升的现象。
当细小管道中的水分子受到上方水分子的吸引力时，由于表面张力的作用，水分子会沿着管道上升。
这一现象在植物的细小导管中起到了重要的作用，帮助植物输送水分和养分。
3. 气泡的稳定和泡沫的形成表面张力使得气泡呈现出球形的形状，并且使得气泡内部的气体保持稳定。
当气泡形成时，表面张力使得气泡内部的气体受到均匀的压力，保持稳定的形状。
此外，表面张力还可以使液体形成泡沫，泡沫中的气泡由于表面张力的作用而保持稳定。
4. 液体的滴定和涂层的形成表面张力可以使液体形成滴状，这对于化学实验中的滴定非常重要。
滴定时，滴液的体积可以通过控制滴液的滴数来确定。
此外，表面张力还可以使液体形成均匀的涂层，用于涂料、油漆等工业生产中。
实验最大泡压法测定正丁醇水溶液的表面张力
▪ 对于同一套表面张力仪，毛细管半径r，测 压液体密度、重力加速度都为定值，因此 为了数据处理方便，将上述因子放在一起， 用仪器常数K来表示，上式简化为：
Kh最大
▪ 式中的仪器常数K可用已知表面张力的标准 物质测得，通常用纯水来标定。
5. 溶液中的表面吸附-吸附现象的发生
▪ 在定温下纯液体的表面张力为定值，只能依靠缩小表面 积来降低自身的能量。而对于溶液，既可以改变其表面 张力，也可以减小其面积来降低溶液表面的能量。通常 以降低溶液表面张力的方法来降低溶液表面的能量。
1.将实验数据记录于表中。
2. 数据处理
1）计算仪器常数K和不同浓度正丁醇溶液的 表面张力σ，绘制σ - C等温线。 ▪ 2）根据吉布斯吸附等温式，求出Г，C/Г。 ▪ 3）绘制Г-C，C/Г-C等温线，求饱和吸附量 Г∞，并计算正丁醇分子截面积So和吸附单分 子层厚度δ。
六、思考题
▪ 1）系统检漏过程中，U型管测压计两端液面出现高度 差，测量溶液的表面张力时也是在存在此高度差的前 提下（即气密性好）测量的。请问，该高度差的大小 是否影响测量结果？
▪ 在指定的温度和压力下，溶质的吸附 量与溶液的表面张力及溶液的浓度之 间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程：
Γ C d
RT dC T
式中，Г为溶质在表层的吸附量；σ为表面张力； C为吸附达到平衡时溶质在溶液中的浓度。
（1）
(
d
dc
)T
<0，Г>0，溶质能增加溶剂的表面张力， 溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为
▪2）仪器常数的测量 ▪ 打开抽气瓶活塞，调节抽气速度，使气泡由毛细管尖端 成单泡逸出，且每个气泡形成的时间约为5 ～ 10 s。当气 泡刚脱离管端的一瞬间，压差计显示最大压差时，记录最 大压力差，连续读取三次，取其平均值。再由手册中，查 出实验温度时，水的表面张力σ，则仪器常数
溶液表面张力曲线的测定
实验溶液表面张力曲线的测定一实验目的：1.了解液体表面张力的性质，学会测定液体表面张力2. 了解表面活性剂的概念，测定表面活性剂溶液的表面张力曲线。
测量LAS、乙醇、NaCl的表面张力曲线，掌握表面活性物质与非表面活性物质表面张力曲线的特点。
二实验原理：表面张力：构成液体的分子在表面上所受到的力和本体内的不相同，本体内的分子受到的力是对称的，平衡的。
而表面的分子。
受本体内分子吸引而无反向的平衡力，也就是说，它受到拉入本体内的力，力图将表面积缩小，使这种不平衡的状态趋向平衡。
这种沿着液面的，使液体收缩的力叫做表面张力。
表面张力系数：想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。
拉力f存在于表面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度L成正比，即f=αL。
式中α称为表面张力系数，它等于沿液面作用在分界线单位长度上的表面张力，其单位为N/m。
它的大小与液体的性质有关。
测量液体的表面张力系数有多种方法，铂金环法是测量液体表面张力系数常用的方法之一。
该方法的特点是测量方法直观，概念清楚。
图1 铂金环法测定表面张力示意图铂金环发的测量方法为：（1）将铂金环轻轻浸入液体内（2）大约在5-6 mm 左右随后将铂金环缓慢向上提升，即液面相对而言下降，使得铂金环下面形成一个液柱。
最终于铂金环分离。
铂金环法就是去感测一个最高值，而这个最高值形成于铂金环与液体样品将分而未离时。
这个最高值转化为表面张力值的精度取决于液体的物理性质。
常见液体中，水的表面张力系数是最大的，常温下约0.072 N/m。
实验发现，在水中加入一些物质时，水的表面张力显著降低。
我们把加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质叫做表面活性剂。
表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶束的形成而发生突变，因此临界近胶束浓度（cmc）是表面活性剂表面活性的重要量度之一。
测定cmc，掌握影响cmc的因素对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是十分重要的。