最大压差法测表面张力
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告以气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告摘要:本实验使用气泡最大压力法测定了不同浓度的溶液的表面张力,并通过实验结果分析了溶液浓度对表面张力的影响。
实验结果显示,溶液浓度增加会导致表面张力降低,这与理论预期相符。
通过本实验可以深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系。
引言:表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上形成的一种现象,也是液体表面的一种性质。
溶液表面张力的测定对于研究溶液性质及其应用具有重要意义。
本实验采用气泡最大压力法测定溶液的表面张力,该方法简便易行且结果准确可靠。
实验原理:气泡最大压力法是一种测定液体表面张力的常用方法。
根据拉普拉斯方程,液体表面的压差与表面张力成反比。
在实验中,将一根细管浸入溶液中,通过控制管内气体的流速和压力,使气泡在液体表面形成并随后破裂。
通过测量破裂气泡的直径和压力,可以计算出液体的表面张力。
实验步骤:1. 准备工作:清洗实验仪器,准备好不同浓度的溶液。
2. 调整实验仪器:调整细管的位置和角度,使其与溶液表面平行,并确保气泡能够顺利形成和破裂。
3. 开始实验:通过控制气体流速和压力,使气泡在液体表面形成并破裂。
4. 测量数据:记录气泡破裂时的压力和直径,重复实验多次以提高数据的准确性。
5. 处理数据:根据实验数据计算出不同浓度溶液的表面张力,并绘制表面张力与浓度的关系曲线。
实验结果与分析:根据实验数据计算得到不同浓度溶液的表面张力,并绘制出表面张力与浓度的关系曲线。
实验结果显示,随着溶液浓度的增加,表面张力呈现下降的趋势。
这是因为溶质分子在液体表面上的存在会减弱液体分子间的相互作用力,从而导致表面张力降低。
这一结果与理论预期相符。
结论:本实验使用气泡最大压力法成功测定了不同浓度溶液的表面张力,并发现溶液浓度对表面张力有影响。
实验结果表明,溶液浓度增加会导致表面张力降低。
这一实验结果对于深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系具有重要意义。
表面张力的测量方法
表面张力的测量方法英才学院 1236305 张雍淋 6121810519液体表面张力测量在化学、医药、生物工程等领域具有重要意义, 根据液体表面张力的大小可以确定表面活性并计算表面活性剂在溶液表面的吸附量;在合金液体体系中,借助于表面张力还可以评价金相组织及孕育效果等重要参数。
目前,测量液体表面张力系数有毛细上升法、最大气泡压力法、液滴法等。
1. 毛细上升法这个方法,研究的比较早,在理论和实际上都比较成熟。
如图 1所示,干净的毛细管浸入液体内部时,如果液体间的分子力小于液体与管壁间的附着力,则液体表面呈凹形。
此时表面张力产生的附加力为向上的拉力,并使毛细管内的液面上升, 直到液柱的重力与表面张 力相平衡。
图 1212cos ()g r r gh πσθπρρ=-1()2cos g ghrρρσθ-=其中:σ—液体的表面张力;r-毛细管的内径;θ-接触角;ρ1ρ-液体和气体的密度;h-液柱的高度;g-当地的重力加速度。
在和g实际应用中一般用透明的玻璃管,如果玻璃被液体完全润湿,可以近似的认为θ= 0。
毛细上升法是测定表面张力最准确的一种方法,国际上也一直用此方法测得的数据作为标准。
应用此方法时,要注意选择管径均匀, 透明干净的毛细管,并对毛细管直径进行仔细的标定;毛细管要经过仔细彻底的清洗,毛细管浸入液体时要与液面垂直。
2.最大气泡压力法如图 2 所示,向插入液体的毛细管轻轻的吹入惰性气体(如N2等)。
如果选用的毛细管半径很小,在管口形成的气泡基本上是球形的。
并且当气泡为半球时,球的半径最小等于毛细管半径 r ;在其前后曲率半径都比r大,如图2 所示。
当气泡为半球时,泡内的压力最大,管内外最大压差可由差压计测量得到。
图2由于毛细管口位于液面下一定位置,气泡内外最大压差P ∆应该等于差压计的读数减去毛细管端面液位静压值。
当气泡进一步长大,气泡内的压力逐渐减小直到气泡逸出。
利用最大压差和毛细管半径即可计算表面张力:2r P σ∆=此方法与接触角无关,装置简单,测定快速;经过适当的设计可以用于熔融金属和熔盐的表面张力测量。
最大泡压法测定溶液的表面张力(泡压法、滴重法、毛细管升高法)
最⼤泡压法测定溶液的表⾯张⼒(泡压法、滴重法、⽑细管升⾼法)表⾯张⼒的测定——最⼤⽓泡压⼒法、滴重法、⽑细管升⾼法⼀、实验原理:1.最⼤⽓泡压⼒法测定表⾯张⼒(装置如下图所⽰):其中,B是管端为⽑细管的玻璃管,与液⾯相切。
⽑细管中⼤⽓压为P0。
试管A中⽓压为P,当打开活塞E时,C中的⽔流出,体系压⼒P逐渐减⼩,逐渐把⽑细管液⾯压⾄管⼝,形成⽓泡。
当⽓泡在⽑细管⼝逐渐长⼤时,其曲率半径逐渐变⼩,⽓泡达最⼤时便会破裂。
此时⽓泡的曲率半径最⼩,即等于⽑细管半径r,⽓泡承受的压⼒差也最⼤△P=P0-P=2γ/r 此压⼒差可由压⼒计D读出,故γ=r△P/2若⽤同⼀⽀⽑细管测两种不同液体,其表⾯张⼒分别为γ1、γ2,压⼒计测得压⼒差分别为△P1、△P2则:γ1/γ2=△P1/△P2若其中⼀种液体的γ已知,例如⽔,则另⼀种液体的表⾯张⼒可由上式求得。
2.⽑细管⾝升⾼法(装置如下图所⽰):⽑细管法测定表⾯张⼒仪器⽑细管表⾯张⼒⽰意图当⼀根洁净的,⽆油脂的⽑细管浸进液体,液体在⽑细管内升⾼到h⾼度。
在平衡时,⽑细管中液柱重量与表⾯张⼒关系为:2πσrcosθ=πr2gdhσ=gdhr/2cosθ(1)如果液体对玻璃润湿,θ=0,cosθ=1(对于很多液体是这样情况),则:σ=gdhr/2 (2)式中σ为表⾯张⼒;g为重⼒加速度;d为液体密度;r为⽑细管半径。
上式忽略了液体弯⽉⾯。
如果弯⽉⾯很⼩,可以考虑为半球形,则体积应为:πr3 -2/3πr3 =1/3πr3从(2)可得:σ=gdr/2(h+1/3r)(3)更精确些,可假定弯⽉⾯为⼀椭圆球。
(3)式应变为:σ=gdhr/2(1+1/3(r/h)-0.1288(r/h)2+0.1312(r/h)3)(4)3. 滴重法(装置如右图所⽰):从图中可看出,当达到平衡时,从外半径为r的⽑细管滴下的液体重量应等于⽑细管周边乘以表⾯张⼒,即:mg=2πσr (5)式中m为液滴质量;r为⽑细管外半径;σ为表⾯张⼒;g为重⼒加速度。
最大泡压法测定溶液的表面张力
最大泡压法测定溶液的表面张力一、实验目的1、掌握最大泡压法测定表面张力的原理,了解影响表面张力测定的因素。
2、了解弯曲液面下产生附加压力的本质,熟悉拉普拉斯方程,吉布斯吸附等温式,了解兰格缪尔单分子层吸附公式的应用。
3、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力,计算饱和吸附量, 由表面张力的实验数据求正丁醇分子的截面积及吸附层的厚度。
二、实验原理1、表面张力的产生液体表面层的分子一方面受到液体内层的邻近分子的吸引,另一方面受到液面外部气体分子的吸引,由于前者的作用要比后者大,因此在液体表面层中,每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力,如图所示,这种吸引力使表面上的分子自发向内挤促成液体的最小面积。
在温度、压力、组成恒定时,每增加单位表面积,体系的表面自由能的增值称为单位表面的表面能(J·m-2)。
若看作是垂直作用在单位长度相界面上的力,即表面张力(N·m-1)。
事实上不仅在气液界面存在表面张力,在任何两相界面都存在表面张力。
表面张力的方向是与界面相切,垂直作用于某一边界,方向指向是表面积缩小的一侧。
液体的表面张力与液体的纯度有关。
在纯净的液体(溶剂)中如果掺进杂质(溶质),表面张力就要发生变化,其变化的大小决定于溶质的本性和加入量的多少。
由于表面张力的存在,产生很多特殊界面现象。
2、弯曲液面下的附加压力静止液体的表面在某些特殊情况下是一个弯曲表面。
由于表面张力的作用,弯曲表面下的液体或气体与在平面下情况不同,前者受到附加的压力。
弯曲液体表面平衡时表面张力将产生一合力P s,而使弯曲液面下的液体所受实际压力与外压力不同。
当液面为凹形时,合力指向液体外部,液面下的液体受到的实际压力为:P' = P o - P s;当液面为凸形时,合力指向液体内部,液面下的液体受到的实际压力为:P ' = P o + P s 。
这一合力P S ,即为弯曲表面受到的附加压力,附加压力的方向总是指向曲率中心。
最大泡压法测定溶液的表面张力
南昌大学物理化学实验报告学号:5802216018 实验日期:2018-3-27实验二最大泡压法测定溶液的表面张力一、实验目的1、 掌握最大泡压法测定表面张力的原理及操作;2、 了解表面张力、表面功、表面吉布斯函数、表面吸附的概念及相互关系3、 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。
二、实验原理液体表面层中的分子与体相中的分子所处的力场不同,内部分子所受合力为 零,而表面层中的分子,所受到的作用力指向液体内部,这种作用力使表面层中的 分子有离开液面进入内部的趋势,即液体表面有自动缩小的倾向。
这种使液面收 缩的单位长度上的力即为 表面张力(Y ,单位N-m -1) 0液体的表面张力是液体的 重要性质之一,与液体的温度、压力和组成均有关系。
从热力学角度看,液体表面 层中的分子比内部分子具有更高的平均位能,即表面吉布斯自由能(表面吉布斯 函数)。
通常把增加单位面积表面所引起系统的吉布斯函数的改变量称为单位表 面吉布斯函数(单位为J ・m -2) °它等于恒温恒压下增加单位面积表面,系统从外 界得到的可逆非体积功,即单位表面功(单位为J ・m -2) °表面张力与单位表面吉 布斯函数、单位表面功虽为不同的物理量,但其量值与量纲均相同:恒温恒压下,系统表面吉布斯函数减小的过程为自发过程。
与纯液体依靠缩 小表面积来低表面吉布斯函数不同,溶液除了缩小表面积,还可以通过改变表面 层中溶质的浓度来降低表面吉布斯函数。
一定温度下,将溶质加入到纯液体中,会出现溶液表面层中溶质浓度与溶液 本体浓度不同的现象,称为表面吸附。
若溶质加入后溶液表面张力下降,则溶质将 自动富集于表面层,这种情况称为正吸附;反之则为负吸附;单位面积表面层中溶 质物学生姓名:李江生 专业班级:安工161Y (dA s质的量与溶液本体中等量溶剂所含溶质物质的量的差值,称为溶质的表面过剩3(也称为表面吸附量)。
一定的温度、压力下,溶质的表面过剩与溶液表面张力、浓度之间的关系满足吉布斯吸附等温式:C B ? d YRT dc B式中,r B为溶质B的表面过剩,mol ・m2;c B为溶质B在溶液本体中的平衡浓度,mol • dm 3;丫为溶液的表面张力,N • m 1;T为热力学温度,K。
物理化学实验报告:最大泡压法测定溶液的表面张力
欲使液体产生新的表面 ΔA,就需对其做功,其大小应与 ΔA 成正比:
-W′=σ·ΔA
(1)
它表示液体表面自动缩小趋势的大小,σ 称为比表面自由能,其量纲为 J·m-2。因其量 纲又可以写成 N·m-1,所以 σ 还可称为表面张力。其量值与溶液的成分、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
至于恒温水浴内恒温 10min。毛细管需垂直并注意液面位置,然后按图接好测量系统。慢慢
打开抽气瓶活塞,注意气泡形成的速率应保持稳定,通常控制在每分钟 8-12 个气泡为宜,
即数字微压微压差测量仪的读数(瞬间最大压差)约在 700-800pa 之间。读数 3 次,取平均
值。
4、测量乙醇溶液的表面张力
按实验步骤三分别测量不同浓度的乙醇溶液。从稀到浓依次进行。每次测量前必须用少量
根据能量最低原理,溶质能降低溶剂的表面张力时,表面层中溶质的浓度比溶液内部
大;反之,溶质使溶剂的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低,这种
表面浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。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:
1.3435
25%乙醇
-0.478
1.3465
30%乙醇
-0.452
1.3491
35%乙醇
-0.450
1.3516
40%乙醇
-0.422
1.3539
2.数据处理:
(1)以纯水的测量结果按方程计算 K′值。
解得 K′=σ1∕△p1=71.97*10-3N*m-1/(-0.765kpa)=0.094 (2)根据所测折光率,由实验提供的浓度-折光率工作曲线查出各溶液的浓度。
最大泡压法测定溶液的表面张力
将(14-3)式化成直线方程则:
C kC 1 C 1 k k
(14-4)
若以σ—C作图可以得到一条直线,有直线斜率 即可求出假设在饱和吸附的情况下,在气液截面 上铺满一单分子层,由此可得每个溶质分子在表 面所占据的横截面积S0。
S 1 N 0
式中L为阿伏加得罗常数。因此若测得不 同浓度的溶液的表面张力,从σ—c曲线上 求出,便可计算出溶质分子的横截面积S0。
• 由于存在表面张力平衡过程,故用最大泡压法测 平衡表面张力,泡速要慢。
• 对于一些从体相迁移到表面相速度很慢的物质, 即使泡速很慢,测出的表面张力实际上仍是动表 面张力,往往和用其它方法测定值相差较大,即通 常所讲最大泡压法平衡性能较差.但它对测定冶 金中液态金属有较大优越性,可把耐高温毛细管 插在液态金属中,而远距离测出ΔP。
数据处理
• 根据溶液温度查表可知水的表面张力。
•
根据公式 力。
p m a x
2
r气
,可得各溶液的表面张
• 作ΔPmax -浓度图,并在曲线上取两个点 (C=0.05和0.20处),分别作出切线并求相 应的斜率,求出这两个点的吸附量。
• 根据方程(14-2)求算各浓度的吸附量,并 作出(c/ Γ)-c图,由直线斜率求其Γ ∞,并计 算横面积S0值。
• 用最大泡压法测定易发泡液体的表面张力 时应注意哪些问题?
• 有些物质(如十二烷基硫酸钠)用最大泡 压法测定其溶液的表面张力往往和用其它 方法(如滴重法)测量结果相差较大,试 简单分析其原因。
在σ—c曲线上任意选一点i做切线,即可 得该点所对应浓度ci的斜率(d/dci)T代入 (14-2)式,可求出不同浓度时的吸附量Γ。
饱和吸附与溶质分子的横截面积。
表面张力的测定方法
1、 滴重法【6】 、基本原理 滴重法也叫做滴体积法,这种反分法比较精确而且简便。其基本原理是:自一 毛细管滴头滴下液体时,液滴的大小与液体的表面张力有关,即表面张力越 大,滴下的液滴也越大,二者存在关系式:
W=2πRγf (1) γ=W/(2πRf} (2) 式中,W 为液滴的重量;R 为毛细管的滴头半径,其值的大小由测量仪器决 定;f 为校正系数。一般实验室中测定液滴体积更为方便,因此式(2)又可写 为: γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3) 式中,V 为液滴体积;ρ为液体的密度;f 为校正因子。 对于特定的测 数滴液体的体积, 就可计算出该液体的表面张力。 方法特点【7】
式中Δp 为两毛细管的压差;Δt 为两管插入液面的高度差。 优点 (1)通过调整毛细管的插入深度来降低测量和计算的复杂程度; (2)现在的技术可用来测绝对表面张力也可用来测相对表面张力; (3)通过选择合适的毛细管,大范围的气泡生成周期是可以达到的,从十分之一 秒到几分钟,而且可用来测动态表面张力; (4)此种方法比差分毛细管上升法有更好的重复性。 5、Wilhelmy 盘法【11】 、测定原理 用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上,测定当片的底边 平行面刚好接触液面时的压力,由此得表面张力,公式为:
一、 测定方法 液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。静态法【2-3】有毛细管上升
法、DuNouy 吊环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压 力法;动态法【4-5】有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最 大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。Wilhelmy 盘法,最大气泡压力法,振 荡射流法可以用来测定动态表面张力。
即
、优点 此种方法设备简单,操作方便,不需要完全湿润,它既是相对的方法,也是绝 对的方法。可以测量静态和动态的表面张力,测量的有效时间范围大,温度范 围宽。 、缺点 (1)气泡不断生成可能会扰动液面平衡,改变液体表面温度,因此不易控制气泡 形成速度; (2)要求在气泡逸出瞬间读取气泡的最大压力,因此此值很难测准; (3)毛细管的半径不易准确测定; (4)此法中,最大压差为大气压与系统压力的差值,因此,当室内气流流动时, 会造成大气压的变化,使实验测得的数据产生一定误差; (5)为了消除溶液静压对测定结果的影响,测定时要求测量的毛细管插入液体中 的深度为 0,但要调整毛细管尖端与被测液面相切有一定的难度。 4、差分最大气泡压力法【10】 、测定原理 差分最大气泡压力法原理是:两个同质异径的毛细管插入被测液体中,气泡从毛 细管中通过后到达液体中,测量两个毛细管中气泡的最大压力 p1 和 p2,,表面 张力是压差的函数,计算公式为:
表面张力测定—最大压差法
表面张力测定最大压差法一、实验目的1.掌握最大压差法测定表面张力的原理及方法;2.测定正丁醇水溶液的表面张力,了解表面张力的概念及影响因素;3.学习Gibbs 公式及其应用。
二、实验原理由于净吸引力作用,处于液体表面的分子倾向于到液体内部来,因此液体表面倾向于收缩。
要扩大表面,就要把内部分子移到表面上来,这就要克服净吸引力做功,所做的功转变为表面分子的位能,所以表面分子总比内部分子多具有一定的能量,这多具有的能量叫表面能。
单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高,则溶质在溶液相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度;若溶质使液体的表面张力降低,则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
这种溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定的温度、压力下,溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系,可用吉布斯吸附等温式表示:Γ=-dcd RT c(2-1)若d σ/dc<0,溶质为正吸附;若d σ/dc>0,溶质为负吸附。
通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系,则可做出σ-c 曲线,并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线,这些切线的斜率就是与其浓度对应的d σ/dc ,将此值代入2-1式便可求出在此浓度时的溶质吸附量。
测定液体表面张力的方法有很多。
本实验采用最大压差法,测定装置如2-1。
测定时,将分液漏斗的活塞打开,使瓶内压力增加,气泡可通过毛细管。
从 浸入液面下的毛细管端鼓出气泡时,需要高于外部大气压的附加压力,以克服气泡表面张力。
此时附加压力与表面张力成正比,与气泡的曲率半径成反比,其关系式如下:ΔP=Rσ2 (2-2) 如果毛细管半径很小,则形成的气泡基本上是球形的。
当气泡开始形成时,表面几乎是平的,这时曲率半径最大,随着气泡的形成,曲率半径逐渐变小,直到形成半球形,这时曲率半径与毛细管半径r 相等,曲率半径达最小值,这时附加压力达到最大值。
溶液表面张力测定.
溶液表面张力测定一 实验目的1. 掌握气泡的最大压力法测定溶液表面张力原理和技术。
2. 测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量。
3. 了解超级恒温槽的构造及使用方法。
二 实验原理处于液体表面的分子由于受到液体内部分子与表面层外介质分子的不平衡力作用,具有表面张力。
定义单位长度上沿着表面的切线方向垂直作用于表面的收缩力为表面张力σ,单位。
1m −⋅N p ∆气泡的最大压力法(或最大泡压法)是测定液体表面张力的方法之一。
它的基本原理如下:当玻璃毛细管一端与液体接触,并往毛细管内加压时,可以在液面的毛细管口处形成气泡。
设气泡在形成过程中始终保持球形,则气泡内外的压力差(即施加于气泡的附加压力)与气泡的半径r 、液体表面张力σ之间的关系可由拉普拉斯(Laplace)公式表示,即p =∆ (2-70) rσ2 图2-42 气泡形成过程中其半径的变化情况示意 显然,在气泡形成过程中,气泡半径由大变小,再由小变大(如图2-42中(a)、(b)、(c)所示),而压力差∆p 则由小变大,然后再由大变小。
当气泡半径r 等于毛细管半径R 时,压力差达到最大值∆p max 。
因此 Rp max =∆ (2-71) σ2由此可见,通过测定R 和,即可求得液体的表面张力。
max p ∆由于毛细管的半径较小,直接测量R 误差较大。
通常用一已知表面张力为的液体(如水、甘油等)作为参考液体,在相同的实验条件下,测得相应最大压力差为,则毛细管半径0σmax ,0p ∆max,002p ∆=R σ。
代入上式,求得被测液体的表面张力0,0max max σσp p ∆∆=(2-72) 本实验中用数字式微压差测量计测量压力差∆p 。
在同一温度下,若测定不同浓度c 的溶液表面张力,按吉布斯(Gibbs)吸附等温式可计算溶质在单位界面过剩量,即吸附量:(1)2Γ cRT c d d (1)2σΓ−= (2-73) 式中R 为气体摩尔常数。
最大泡压法测溶液的表面张力
五、实验注意事项
1、测定用的毛细管一定要清洗干净,否则气泡 不能连续稳定地通过,而使压力计读书不稳定。
2、控制好出泡速度,不要使气泡一连串地脱 出,,读取压力计的压差时,应取气泡单个逸 出时的最大压力差。
3、洗涤毛细管时不能用热风吹干或烘烤,避免毛 细管的结构发生变化。
4、实验结束后要将所用仪器全部洗涤干净。
最大泡压法测定溶液的表面张力
三峡大学化学与生命科学学院化学系物理化学教研室制
一、实验目的及要求
1、通过测定不同浓度的正丁醇水溶液的表面 张力,计算表面吸附量与浓度的关系及吸附量 和正丁醇分子的横截面积。
2、了解表面张力的性质,表面能的意义及表 张力和吸附的关系。
3、掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和 技术。
六、数据处理
1、以纯水测得结果按(15~8)式计算仪器 常数K’值,水的表面张力由附录表中查出
2、用表格列出各浓度的溶液压力差值,并求 得其表面张力值。
3、在方格坐标纸上作σ-c图 ,并在σ-c曲线上 取10~20个点,分别作出切线,并求得对
应的斜率。
4、根据方程(15-2)求算各浓度的吸附量,并 作出(c/ Γ)-c图,由直线斜率求其Γ ∞,并计 算横面积S0值。
二、实验原理
图1 最大气泡法表面张力测定装置 1-滴液漏斗,2-支管试管,3-毛细管,4-恒 温槽,5-压差计
根据拉普拉斯公式,气泡承受的压力差也最大。 (15-6)
三、仪器与试剂
表面张力测定装置 洗耳球 滴管 不同浓度的乙醇溶液
1套 1个 1个
四、实验步骤
仪器常数的测定 溶液的表面张力的测定
七、思考题
1、有哪些因素影响表面张力测定的结果?如 何减小以致消除这些因素对实验的影响?
物理化学实验报告-溶液中的吸附作用和表面张力的测定实验报告
实验十二溶液中的吸附作用和表面张力的测定摘要:本实验采用最大气泡压力法测定了液体表面张力,通过对不同浓度下正丙醇溶液的表面张力研究其和浓度之间的关系。
初步探讨了表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附作用的关系。
关键词:吸附作用、表面张力、最大气泡法The measurement of the adsorption effect andsurface tensionAbstract:In this experiment, according to Gibbs formula and Langmuir equal-temperature equation, we apply the biggest bladder pressure method to research the relationship between the amount of absorption and the consistency of a substance in the solution besides the surface tension. The phenomenon show that the consistency of a substance in the surface of the solution is different from that inside is called absorption.Keyword:Surface tension, The biggest bubble pressure method, Absorption effect1. 序言物体表面的分子和内部的分子所处的境况不同,因此能量也不同,表面张力就是内部分子对表面分子的作用力,它是液体的重要属性之一,与所处的温度、压力、液体的组成共存的另一面的组成等因素都有关。
对于溶液,由于溶质会影响表面张力,因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
(最新版)大学化学实验报告(全)
(最新版)大学化学实验报告(全)化学原理Ⅱ实验王业飞吕开河葛际江戴彩丽焦翠于连香中国石油大学(华东)石油工程学院2019 年 2 月目录前言..........................................................................................1 实验一三组分相图的制备.............................................................3 实验二最大压差法测表面张力....................................................6 实验三溶胶的制备与电泳............................................................11 实验四无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用...........................16 实验五乳状液的制备、鉴别和破坏................................................20 实验六聚丙烯酰胺的合成与水解...................................................24 实验七聚合物分子量的测定---粘度法..........................................26 实验八原油/水界面张力测定(滴体积法).......................................31 实验九聚合物综合性能评价.........................................................33 附录一苯-水的相互溶解度.........................................................35 附录二不同温度下水的密度、粘度和表面张力.................................36 附录三某些液体的密度...............................................................37 附录四不同温度时某些液体的表面张力..........................................38 附录五彼此相互饱和的两种液体的界面张力....................................39 附录六不同温度时水的介电常数...................................................39 附录七 722 型分光光度计 (40)1前言一. 化学原理(Ⅱ)实验的目的化学原理(Ⅱ)实验是化学原理(Ⅱ)课程的重要组成部分,其主要目的有以下四点:1. 了解化学原理(Ⅱ)的研究方法,学习化学原理(Ⅱ)中的某些实验技能,培养根据所学原理设计实验、选择和使用仪器的能力;2. 训练观察现象、正确记录和处理实验数据、运用所学知识综合分析实验结果的能力;3. 验证化学原理(Ⅱ)主要理论的正确性,巩固和加深对这些理论的理解;4. 培养严肃认真的科学态度和严格细致的工作作风。
表面张力常用测定方法
表面张力常用测定方法摘要本文介绍了常见的几种测定表面张力的方法,最大气泡压力法、包括毛细管上升法、吊环法/吊片法、悬滴法、滴重法/滴体积法。
关键词表面张力;最大气泡压力法;毛细管上升法;吊环法/吊片法;滴重法/滴体积法;悬滴法。
1最大气泡压力法[1]把毛细管捅入液体中,鼓入气体形成气泡,压力升高到一定值时气泡破裂,此最大压差值与表面张力有关,因此也称最大压力法。
此法设备简单,操作方便,但气泡不断生成可能扰动液面平衡,改变液体表面温度,因而要控制气泡形成速度,在实际操作中常用的是单泡法。
计算式:γ=p m /(2R)式中p m为最大压力;R为毛细孔半径。
2毛细管高度法毛细管插入液体后,按静力学关系,液体在毛细管内将上升一定高度,此高度与表面张力值有关。
本法理论完整,方法简单,有足够的精确度,是重要的测定方法。
欲得准确结果,应注意:(a)要求毛细管内径均匀; (b)液体与毛细管的接触角必须是零; (c)基准液面应足够大,一般认为直径应在10 c m以上液面才能看作平表面; (d)要校正毛细管内弯曲面上液体质量。
计算式:γ=RΔρg(h+r/3)/2式中,R为毛细管的滴头半径;Δρ为界面两相的密度差;g为重力加速度。
3拉环法把一圆环从液体表面拉出时最大拉力与圆环的内外半径可决定表面张力。
本法属经验力法,但设备简单,比较常用,要求接触角为零,环必须保持水平。
其计算式为:γ=PF/(4πR)式中,R为环的平均半径,P为由环法测定的拉力;F为校正因子。
4吊片法用打毛的铂片,测定当片的底边平行液面并刚好接触液面时的拉力,由此可算出表面张力,此法具有完全平衡的特点。
这是最常用的实验方法之一,设备简单,操作方便,不需要密度数据,也不要作任何校正。
它的要求是液体必须很好润湿吊片,保持接触角为零,测定容器足够大。
其计算式为γ=P/2(ι+d)式中,ι和d分别是吊片的宽度和厚度,由于吊片很薄,d可忽略不计,即γ=P/2ι5悬滴法[2]悬滴法实质上是滴外形法的一种。
表面张力的测定——最大压差法
中国石油大学(化学原理Ⅱ)实验报告 实验日期: 成绩:班级: 石工 学号: 姓名: : 王增宝同组者:实验二 表面张力的测定——最大压差法一、实验目的1、掌握最大压差法测定表面张力的原理及方法;2、测定正丁醇水溶液的表面张力,了解表面张力的概念及影响因素;3、学习Gibbs 公式及其应用。
二、实验原理由于净吸引力的作用,处于液体表面的分子倾向于到液体内部来,因此液体表面倾向于收缩。
要扩大表面,就要把内部分子移到表面上来,这就要克服净吸引力作功,所作的功转化为表面分子的位能,所以表面分子总比内部分子多具一定的能量。
这多具有的能量叫表面能。
单位表面具有的表面能就叫表面张力。
在一定的温度、压力下,纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高,则溶质在溶液相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度;若溶质使液体的表面张力降低,则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
这种溶质在溶液相表面的浓度和内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定温度、压力下,溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系,可用吉布斯(Gibbs )吸附等温式表示:Γ=-dcd RT c图1:实验原理简图测定时,将分液漏斗的活塞打开,使瓶内压力增加,起泡即可通过毛细管。
从浸入液面下的毛细管端鼓出空气泡时,需要高出外部大气压的附加压力,以克服气泡表面张力。
三、仪器与药品1、仪器最大压差法测表面张力装置一套,洗瓶,吸耳球。
2、药品正丁醇(分析纯),蒸馏水。
四、实验步骤1、用蒸馏水洗表面张力测定仪的外套管和毛细管,各分别洗3-4次,洗净后即可进行实验。
2、在外套管中加入蒸馏水,将毛细管插入外套管,塞紧塞子,并使毛细管尖端刚接触液面。
装好仪器,分液漏斗中装满自来水。
3、 打开分液漏斗的活塞,使分液漏斗中的水慢慢滴入广口瓶中,这时瓶内压力逐渐增加,气泡将通过毛细管端进入外套管。
4、测完蒸馏水的最大压差后,倒掉蒸馏水,用0.02mol/L 正丁醇洗两次外套管和毛细管,后加入该溶液,像测蒸馏水一样测该溶液的最大压差。
实验八十三 最大泡压法测定溶液的表面张力
实验八十三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)掌握用最大气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,计算表面吸附量和正丁醇分子横截面积。
二、实验原理1、表面自由能在液体的内部任何分子周围的吸引力是平衡的。
可是在液体表面层的分子却不相同。
因为表面层的分子,一方面受到液体内层的邻近分子的吸引,另一方面受到液面外部气体分子的吸引,而且前者的作用要比后者大。
因此在液体表面层中,每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力(如图83-l所示)。
这种吸引力使表面上的分子向内挤,促成液体的最小面积。
要使液体的表面积增大就必须要反抗分子的内向力而作功,增加分子的位能。
所以说分子在表面层比在液体内部有较大的位能,这位能就是表面自由能。
从热力学观点看,液体表面缩小是一个自发过程,这是使系统总的吉布斯自由能减小的过程。
在温度、压力和组成恒定时,可逆地使液体产生新的表面△A,则需要对其作表面功,该表面功就转化为表面分子的吉布斯自由能。
表面功的大小应与△A成正比:△G =W =γ△A (1)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。
根据能量最低原则,当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质表面层中的浓度比溶液内部大;反之,溶质使溶剂的表面张力升高时,溶质表面层中的浓度比内部的浓度低。
最大泡压法测定溶液的表面张力实验报告
2012年02 月21 日总评:姓名:学校:陕西师范大学年级:2010级专业:材料化学室温:10.0℃大气压: 100kpa一、实验名称:最大泡压法测定溶液的表面张力二、实验目的:(1)了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系;(2)通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算吉布斯表面吸附量和乙醇分子的横截面积,掌握气泡最大压力法测定表面张力的原理和技术。
技能要求:掌握自动界面张力仪的使用方法,实验数据的作图处理方法.三、实验原理:(1)表面张力的物理意义:在温度、压力、组成恒定时,每增加单位表面积,体系的吉布斯自由能的增值称为表面吉布斯自由能(J·m-2),用γ表示。
也可以看作是垂直作用在单位长度相界面上的力,即表面张力(N·m-1);(2)影响表面张力的因素:液体的表面张力与温度有关,温度越高,表面张力越小。
液体的表面张力与液体的浓度有关,在溶剂中加入溶质,表面张力就会发生变化;(3)表面张力与吸附量的关系:表面张力的产生是由于表面分子受力不均衡引起的,当加入一种物质后,对某些溶液(包括内部和表面)及固体的表面结构会带来强烈的影响,则必然引起表面张力的改变。
如果溶质加入能降低表面吉布斯自由能时,边面层溶质浓度比内部大;反之增加表面吉布斯自由能时,则溶液在表面的浓度比内部小。
由此可见,在指定温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的表面张力有关,即吉布斯等温吸附方程:Γ= -(dσ/dc)T(c/RT)其中Γ为溶质的表面超额,c 为溶质的浓度,σ为溶液的表面张力:1)若dσ/dc<0,Γ>0,为正吸附,表面层溶质浓度大于本体溶液,溶质是表面活性剂。
2)若dσ/dc>0,Γ<0,为负吸附,表面层溶质浓度小于本体溶液,溶质是非表面活性剂。
溶液的饱和吸附量: c/Γ= c/Γ∞+1/KΓ∞分子的截面积:σB = 1/(Γ∞L)L=6.02×1023四、实验数据及处理:以纯水(25℃)的测量结果计算仪器毛细管常数K′,纯水的表面张力σ查书附录。
14问题实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力【精选】
实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力预习提问1、液体表面层分子与液体内部的分子所处的环境是否一样?2、什么是表面张力?什么是表面自由能?两者有何区别和联系?3、表面张力的大小与那些因素有关?4、纯液体如何降低其表面自由能?5、溶液如何降低其表面自由能?6、什么是溶液的表面吸附?7、水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变,根据变化情况可将溶质分为几类?8、表面活性物质在水溶液的表面是如何排列的?9、溶液的表面吸附量是什么?它与哪些因素有关?10、如何求溶液的表面吸附量?11、什么是溶液的饱和吸附量?如何求?12、溶液的饱和吸附量与溶质分子的横截面积有何关系?13、如何求溶质分子的横截面积?14、测溶液的表面张力有哪些方法?15. 玻璃毛细管插入不同的溶液中,毛细管中的液面高于、低于还是与溶液液面相平?16、简述最大泡压法测定溶液的表面张力的实验原理。
17、要做好这个实验关键因素有哪些?18、用最大泡压法准确测定溶液的表面张力需注意哪些问题?思考题1. 简述用最大泡压法测定溶液的表面张力的实验原理。
2. 简述用最大泡压法测定正丁醇溶液的表面张力后,如何求得出正丁醇分子的横截面积?3. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,测量液体表面张力时为什么要读取最大压力差?4. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,测量液体表面张力时滴水过快,对测量结果有何影响?5. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,测量表面张力时毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗?为什么?6. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,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?7. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,为什么要求从毛细管中逸出的气泡必须均匀而间断?8. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,如何控制出泡速度?若出泡速度太快对表面张力测定值有何影响?9. 在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,哪些因素影响表面张力的测定?应当如何减小或消除这些因素的影响?书后思考题(1)用最大泡压法测定表面张力时为什么要读最大压差?(2)如果将毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗?为什么?(3)表面张力仪(玻璃器皿)的清洁与否和温度的不恒定对测量数据有何影响?答:越清洁越好,多数杂质,特别是有表面活性的物质会明显降低溶液的表面张力,一般表面张力随温度变化会有变化,所以要保持恒温。
液体表面张力的测定实验报告
液体表面张力的测定实验报告指导老师:实验时间:姓名:专业:无机学号:实验目的1、掌握最大泡压法测定液体表面张力的方法,了解影响表面张力测定的因素。
2、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力,计算吸附量,由表面张力的实验数据求分子的截面积。
实验原理液体表面缩小是一个自发过程,欲使液体产生新的表面∆A,就需要对其做功,其大小与∆A有关-W,=σ∆Aσ为表面张力,是作用在界面上每单位长度边缘上的力。
表面浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。
在指定的温度和压力下,稀溶液中,溶质在表层中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吸附等温式Γ=−cRT (dσdc)T能使溶剂表面张力显著降低的物质称为表面活性剂,他们在溶液表面的排列情况,决定于它在液层中的浓度。
随着表面活性物质的分子在界面上排列愈加紧密,此界面的表面张力逐渐减小。
恒温下绘制曲线σ=f(c),利用图解法进行计算,以Z表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离,则有(dσdc )T=-ZcZ=-c(dσdc)T Γ=−cRT(dσdc)T=ZRT2、最大泡压法测定表面张力将待测表面张力的液体装于表面张力仪中,会产生压力差∆P,液面沿毛细管上升。
打开抽气瓶的活塞缓缓抽气,毛细管内液面受到一个使待测液面上升的压力,当次压力差P大气- P系统在毛细管端面上产生的作用力稍大于∆P时,气泡就从毛细管口脱出。
此时⁄∆P=2σR本实验采用压气鼓泡法鼓泡。
当曲率半径R和毛细管半径r相等时,曲率半径达最小值,最大附加压力为:=2σr⁄∆P最大为一常数,用k表示。
则有对于同一毛细管,其r2σ=k ∆P最大k值可由实验测得 k= k(水) ∆P(水)最大仪器与试剂表面张力教学实验仪(DMPY-2C)1台、表面张力管1支、鼓泡毛细管1支、滴液漏斗1个、10ml移液管1支、5ml刻度移液管1支、250ml容量瓶1个、50ml容量瓶9个、50ml碱式滴定管1支、洗耳球1个、恒温水浴1套正丁醇、铬酸洗液、蒸馏水实验步骤1、用铬酸洗液清洗毛细管和玻璃仪器,记录实验室温度。
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中国石油大学化学原理Ⅱ实验报告
实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 同组者:
实验二 最大压差法测表面张力
一.实验目的
1.掌握最大压差法测定表面张力的原理及方法;
2.测定正丁醇水溶液的表面张力,了解表面张力的概念及影响因素;
3.学习 Gibbs 公式及其应用。
二.实验原理
由于净吸引力的作用,处于液体表面的分子倾向于到液体内部来,因此液体表面倾 向于收缩。
要扩大面积,就要把内部分子移到表面来,这就要克服净吸引力作功,所作 的功转变为表面分子的位能。
单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质,表面张力 就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高,则溶质在溶液相表面层的浓度小于在溶 液相内部的浓度;若溶质使液体的表面张力降低,则溶质在溶液相表面层的浓度大于在 溶液相内部的浓度。
这种溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定的温度、压力下,溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的
关系,可用吉布斯(Gibbs )吸附等温式表示:
RTdc
cd σ-=Γ 式中 Γ-吸附量(mol/L );
c -吸附质在溶液内部的浓度(mol/L);
σ -表面张力(N/m );
R -通用气体常数(N.m/K.mol );
T -绝对温度(K )。
若 d σ /dc <0,溶质为正吸附;若 d σ /dc >0,溶质为负吸附。
通过实验若能测出表 面张力与溶质浓度的关系,则可作出σ -c 曲线,并在此曲线上任取若干个点作曲线的 切线,这些曲线的斜率即为浓度对应的 d σ /dc ,将此值代入 2-1 式可求出在此浓度时 的溶质吸附量。
测定液体表面张力的方法有许多种。
本实验采用最大压差法,测定装置如图 2-1。
图2-1 表面张力测定装置
测定时,将分液漏的活塞打开,使瓶内压力增加,气泡即可通过毛细管(要
求它的尖嘴刚刚与液面接触)。
从浸入液面的毛细管端鼓出空气炮时,需要高出外部大气压的 附加压力,以克服气泡表面张力。
如果毛细管半径很小,则形成的气泡基本上是球形的(图 2-2)。
此时附加压力与表面张力成正比,与气泡的曲率半径成反比,其关系式如下:
R
P σ2=∆ 式中 Δ P -广口瓶内滴水形成的附加压力;
R -气泡的曲率半径;
σ-表面张力(N/m )。
当气泡开始形成时 ,表面几乎是平的,这是曲率半径最大,随着气泡的形成,曲 率半径逐渐变小,直到形成半球形,这是曲率半径与毛细管半径 r 相等,曲率半径达最 小值,根据 2-2 式,这时附加压力达最大值。
气泡进一步长大,R 变大,附加压力则变 小,直到气泡溢出。
图 2-2 气泡最小曲率半径示意图
如果用图 2-1 装置,分别测出一种已知表面张力的液体(例如水)和另一未知表面 张力液体(如正丁醇水溶液)的附加压力最大值,这时因为 R=r ,所以,
r
p 121σ=∆ 式中:Δp1 -已知表面张力液体的最大附加压力;
σ1- 已知液体的表面张力。
r
p 222σ=
∆ 式中: Δp2 -未知表面张力液体的最大附加压力;
σ2- 未知液体的表面张力。
因为两种液体的最大附加压力(即最大压差)是在同一仪器的同一毛细管测的。
所以,上两式的 r 是相同的,若将 r 消去即得: 11
22σσp p ∆∆= 因此,在同一温度下,只要测得ΔP1、ΔP2,再由温度查出已知表面张力液体(水)的表面张力;即可由公式(2-5)求出未知液体的表面张力。
三.仪器与药品
1.仪器 最大压差法测表面张力装置一套,洗瓶,吸耳球。
2.药品 正丁醇(分析纯),蒸馏水。
四.实验步骤
1.用洗液洗表面张力测定仪的外套管和毛细管。
方法是在外套管中放入少量洗液,倾斜转动外套管,使洗液与外套管接触( 注意不要让洗液从侧管流出 )。
再将毛细管插入,,这时保持外套管倾斜不动,转动毛细管,使洗液与毛细管接触,再用洗耳球吸洗液至毛细管内,洗毛细管内壁。
用完的洗液倒回原来瓶中,然后用自来水充分冲洗外套管和毛细管,最后用蒸馏水冲洗外套管和毛细管各三次,即可进行下面实验。
2.在外套管中放入蒸馏水(作为已知表面张力的液体,其表面张力见附录
二),将毛细管插入外套管,塞紧塞子,并使毛细管尖端刚碰到液面。
3.关闭滴液漏斗下活塞,在滴液漏斗中加入自来水。
按图 2-1 所示将表面张力测定装置管线流程接上。
4.打开精密数字压力计电源,然后打开漏斗上活塞,将管线内压力放空。
安精密数字压力计的采零键,使精密数字压力计的示数至零。
5.关闭滴液漏斗上的活塞,缓缓打开滴液漏斗下活塞,使漏斗中的水缓慢滴下,这时毛细管处有气泡匀速冒出。
从精密数字压力计读出最大压差值,重复读取最大压差值三次,将数据记录在实验记录纸上,取平均值。
6.测完蒸馏水的最大压差后,倒掉蒸馏水,用 0.02mon/L 的正丁醇溶液洗外套管和毛细管两次,然后再加入该溶液,按照测定测蒸馏水最大压差的方法,测定该溶液的最大压差。
依次侧得 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35mom/L 的正丁醇溶液的最大压差。
(注意:每更换一次溶液,都应用待定液洗外管套管和毛细管)。
7.记录实验温度。
五.结果处理
1.由附录二查出:t=20℃ σ=72.75mN/m=0.07275N/m.
2.由公式11
22σσp p ∆∆=计算不同浓度正丁醇溶液的表面张力。
表一 原始数据
5650
.04977.01122=∆∆=σσp p ×0.07275=0.06408N/m 3.以表面张力为纵坐标,以浓度为横坐标,画出正丁醇溶液的
图。
图一 正丁醇溶液的σ-c 曲线
4.在图上选若干点浓度范围,做不同浓度曲线的切线,依Gibbs 公式(2-1)求出相应的表面吸附量,画出正丁醇溶液的吸附等温曲线。
根据拟合曲线公式:
计算出在0.08~0.28mol 各点的切线的斜率
以c=0.08mol/L 数据为例计算:
可知,在c=0.08mol/L 处的切线斜率为-0.1056,又因为T=20+273.15=293.15K ,
, 则L mol RTdc cd /104659.3)1056.0(15
.293314.808.06-⨯=-⨯⨯-=-=Γσ 表二 浓度和吸附量数据
图二 正丁醇溶液的吸附等温线
六.思考题
1.实验中,如果毛细管深入液面 1mm 会造成多大误差?
答:会使最大附加压力增大,从而使表面张力增大,以造成较大误差。
2.实验中,为什么要尽量放慢鼓泡速度?
答:因为让气泡逐渐形成,使曲率半径逐渐变小,最后达到与毛细管半径相等,这时的曲率半径达最小。
如果鼓泡过快,则气泡来不及形成,曲率半径不能变成最小,这样会造成实验测量误差。
3.实验中,为什么要求从稀到浓逐个测定不同浓度溶液的表面张力?
答:减少由于残留正丁醇对于浓度的影响而造成的实验误差,使实验更加的精确。
4.解释σ-c 曲线的变化趋势。
答:开始时,曲线变化速率很快,随浓度增加,变化速率逐渐变慢。
因为,①当溶液极稀时,表面活性剂分子在溶液中的分布只有一种动平衡。
由于浓度极稀,表面上表面活性剂分子彼此不影响,所以可平铺于液面。
因此,表面活性剂对表面张力有显著影响。
②由于表面活性剂分子在表面浓度增加,所以他们不能像极稀溶液情况下平铺,而是倾斜于液面,因此对表面张力的影响就减小,表现
为表面张力随浓度增加而下降减小。
③当浓度增至某一数值,表面活性剂在溶液表面吸附达到饱和,并紧密排列,活性分子开始向溶液内部分布。
开始形成胶束。
④在浓溶液中,表面活性剂动平衡关系不变,但胶束数量不断增加。
变化趋势表现为十分平缓。
5.实验中,影响表面张力测定准确性的因素有哪些?
答:影响准确性的因素主要有仪器的气密性,毛细管与液面的接触距离,以及气泡是否缓慢的鼓出。
七.实验总结
通过本实验,我了解了用最大压差法测定表面张力的与方法,掌握了表面张力的概念及影响因素,让我从实践中得到更深的理解。
实验过程中,不仅让我学到课本中的理论知识,让我在实践中有更深的感悟,还让我学到了团队的协作的重要性,此外,还让我学到了用excel软件处理数据的操作方法。