实验十六最大气泡法测定溶液的表面张力

实验十六最大气泡法液体表面张力的测定
Ⅰ、实验目的
1．熟悉表面张力仪的构造和使用方法。

2．学会测定乙醇在室温时的表面张力。

Ⅱ、实验原理
将一根毛细管插在待测液的表面，如图1，用抽气法逐渐减小毛细管外液面的压力，由于压力差的存在，在毛细管端会形成气泡。

此时附加压力（△P）与表面张力（σ）成正比，与气泡的曲率半径（R）成反比。

△P=2σ/R （1）
当气泡开始形成时，曲率半径很大，随着气泡的形成R减少，当曲率半径R与毛细管半径r2相等时，曲率半径为最小值，△P为最大值。

随着R又不断变大，附加压力变小，直到气泡逸出。

测定时，△P可以从酒精压力计中两液面的高度差求得：△P=ρ〃g〃△h （2）
式中ρ—酒精密度，g—重力加速度，△h—液面高度差。

由（1）（2）式得ρ〃g〃△h =2σ/R （3）（R调节等于r）
当R= r时（r为毛细管半径）时，△P为最大值，
即ρ〃g〃△h =2σ/r σ= r/2ρ〃g〃△hm
将r/2ρ〃g合并为常数K，则上式变为：σ= K〃△hm （4）
其中K（仪器常数为定值）可以用已知表面张力的标准物质水测得。

再用同一套仪器（K不变）测出待测液无水乙醇的σ乙醇。

Ⅲ、实验仪器与试剂
液体表面张力测定仪一套（如图2装置），移液管，洗耳球，刻度尺，量筒，蒸馏水，无水乙醇（分析纯）。

Ⅳ、实验步骤
一、仪器常数K的测定
1．打开滴定液漏斗顶端的塞子，将水装到漏斗带支管处（不要堵住支管）；
2．在支管试管内加入蒸馏水，使毛细管端面正好与水面相切；
3．慢慢打开滴液漏斗活塞抽气，使气泡从毛细管口逸出速度控制在每分钟20个左右，读出压力差计两液
面的最大高度差。

重复两次，求K。

二、乙醇表面张力的测定
1．用铬酸洗液洗净支管和毛细管，再用蒸馏水滴洗一次和待测液淌洗一次；2．按一中123同样步骤测定乙醇的。

Ⅳ、数据记录与处理
室温T= ℃，σ水= N•m-1
乙醇表面张力理论值为：计算相对误差：
Ⅴ、思考题：
1．在测量中，如果抽气速度过快，对测量结果有何影响？
2．如果毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗？为什么？
3．本实验中为什么要读取最大压力差？
4．表面张力仪的清洁与否和温度的不恒定对测量数据有何影响？
Ⅵ、参考资料
1．《物理化学实验》第三版，复旦大学等编，P131—135。

2．《物理化学实验》第三版，罗澄源等编，P219—222。