最大气泡压力法测定溶液表面张力

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最大泡压法测定溶液表面张力实验报告

最大泡压法测定溶液表面张力实验报告最大泡压法测定溶液表面张力实验报告一．实验目的1．明确表面张力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义。

2．掌握最大泡压法测定溶液表面张力的原理和技术。

3．掌握计算表面吸附量和吸附质分子截面积的方法。

二．实验原理1．表面张力和表面吸附图1 液体表面与内部分子受力情况图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1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，因此，液体表面缩小是一个自发过程。

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）。

欲使液体产生新的表面ΔS，就需对其做表面功，其大小应与ΔS成正比，系数为即为表面张力γ：W’ = γ x S (1)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，分子间的作用力发生变化，表面张力也发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。

水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）溶质浓度低时表面张力就急剧下降，于某一浓度后表面张力几乎不再改变。

以上三种情况溶质在表面层的浓度与体相中的浓度都不相同，这种现象称为溶液表面吸附。

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。

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：= -（2）式中，Г为溶质在表层的吸附量，单位mol·m2，γ为表面张力，c溶质的浓度。

最大泡压法测定溶液的表面张力

（2）测定不同浓度乙醇溶液的表面张力配制浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.15，0.20， 0.25，0.30，0.35，0.50mol.L-1 正丁醇溶液各50ml。按（1）数据记录和处理
(1) 记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不同浓度乙醇溶液的的△h。 (2) 按式（7-66）计算毛细管常数K。不同温度下纯水的表面张力见附录14。
最大泡压法测表面张力
（3）求乙醇的分子截面积饱和吸附量
kc 1 kc
(7-68)
c 作～c图，由直线斜率求
1 c 1 k
求乙醇分子截面积
1 ＝ L
(7-69)
8
最大泡压法测表面张力
3. 实验步骤
（1）测定毛细管常数K. 将蒸馏水装于带支管的毛细管，使毛细管的端面与液面相切，打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统的压力，气泡均匀逸出，读取U形压力计两臂最大高度差。
2
最大泡压法测表面张力
2. 实验原理
体相分子：
（1）溶液的界面吸附纯液体和其蒸气组成的体系自由移动不消耗功
表面分子：液体有自动收缩表面而呈球形的趋势。
2 G (J m ) γ A T , P ,nB
g
l
比表面自由能（表面张力）
3
最大泡压法测表面张力
溶液：体系可调节溶质在表面相的浓度来降低表面自由能。
(3) 按式（7-66）计算不同浓度乙醇溶液的表面张力。
10
最大泡压法测表面张力
(4)作～c/c 曲线，在曲线上分别取c / c 为0.03， 0.05，0.10，0.15，0.20，0.30，0.40的点作 d 切线，求切线斜率。 dc / c

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。

溶液表面张力的测定——最大气泡压力法

实验七溶液表面张力的测定——最大气泡压力法一．实验目的1. 用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力。

2. 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。

3. 学会镜面法作切线的方法。

二．实验原理用本法测定[乙醇, 水]溶液的数据对[σ, c], 作图将c-σ曲线在不同浓度的斜率 T 代入吉布斯等温吸附式:Γ=﹣c RT c σ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭T 求出相应的吉布斯吸附量Γ；按朗格茂尔等温吸附变形公式:c 1c α∞∞=+ΓΓΓ C/Γc-C 直线斜率tg β求出饱和吸附量 , 进而得出乙醇分子横切面积S 和分子长度 , 结合直线截距得出吸附系数α:∞Γ=（tg β）-1以上个式中, c 为浓度；T 为绝对温度（K ）；σ为表面张力；Γ为吉布斯吸附量；M 为溶质摩尔质量；ρ为溶质密度；S 为分子截面积；δ为分子长；α为吸附系数；NA 为阿伏伽德罗数（6.02×1023/mol ）；R 为气体常数。

为了求以上参数, 关键是测σ。

表面张力及界面张力, 矢量。

源于凝聚相界面分子受力不平衡, 意为表面的单位长度收缩力。

σ也是在个条件下凝聚系表面相得热力学强度性质, 如果恒温、恒压下扩大单位表面积所需的可逆功, 故亦称为表面自由焓。

1. σ与凝聚相和表面共存接触相种类有关, 还与T,P 有关, 与凝聚相纯度和杂志种类有关。

浓度升高, 溶液的σ有增有减, 随溶质、溶剂而异, 表面活性剂是两亲分子, 他们的水溶液σ随浓度升高先剧降, 后微升, 在渐趋稳定。

σ随c 而变化的本质是溶液表面浓度对体相浓度的偏离, 此现象称为表面吸附。

表面吸附量Γ与浓度有关, 用吉布斯等温方程求出为σ-c 曲线在指定浓度的斜率。

<0, Γ>0为正吸附, 表面浓度较体浓度高, 达饱和吸附时, Γ趋于饱和吸附量 , 此时两亲分子在溶液表面处于高度有序的竖立密集, 形成单分子膜。

,2. 若将兰格缪尔等温吸附式中的吸附量赋予吉布斯吸附量的特定意义, 则可从其变形式求出设分子吸附层厚δ, δ即两亲分子长。

最大泡压法测定溶液表面张力实验报告

最大泡压法测定溶液表面张力实验报告
实验项目：中级化学实验（物理化学）编号：2014_jcsy2_009
1.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、表面张力的意义与吸附的关系。
2.掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。
3.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。
实验技能
要领
权重
编号
1
表面张力测定仪的使用
测量前,先要将表面张力管和测量毛细管充分洗净,再将毛细管垂直置于双管式表面张力管粗管中,检查毛细管中是否有液体,如果有,应用洁净的洗耳球从顶端将其吹掉。用滴管从另一支管中沿管壁缓慢加入待测液,尤其当待测液接近毛细管端面时应逐滴加入,同时密切注意观察测量毛细管,如果发现毛细管中突然有液柱上升,表明此时待测液液面恰好与测量毛细管尖端接触,应立即停止加液,从毛细管顶端鼓入气泡,使溶液充分搅拌,将表面张力管与减压系统和压力测量系统相连。打开减压器下端的考克,使水慢慢流出,系统压力逐渐减小,同时观察到测量毛细管中液柱逐渐下降,最终生成气泡。随着系统压力的进一步下降,气泡逐渐长大,直至破裂。而在破裂前一瞬间,系统压力降到最低,记录此时斜管压力计上的读数。气泡破裂时,系统压力会突然回升。
三.实验仪器:表面张力测定仪、阿贝折光仪、滴管、烧杯
四.实验技能：称重法、洗涤
五.注意事项
1.在装去离子水时应使毛细管上端塞子塞进时刚好与液面垂直相切。
2.控制反应中的流速使气泡从毛细管平稳脱出（每分钟约10个气泡）。
3.确保每次测前都必须用少量待测液洗涤测定管，以免影响测定浓度。
六．实验技能列表
序号

(情绪管理)最大气泡压力法测定溶液的表面张力最全版

（情绪管理）最大气泡压力法测定溶液的表面张力最大气泡压力法测定溶液的表面张力壹、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．通过对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。

二、基本原理在壹个液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。

可是在液体表面表面层中，每个分子都受到垂直于且指向液体内部的不平衡力。

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，通常把增大壹平方米表面所需的最大功A或增大壹平方米所引起的表面自由能的变化△G,称为单位表面的表面能，其单位为J·m－1；而把液体限制其表面及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，其单位是N·m－1。

如欲使液体表面面积增加ΔS时，所消耗的可逆功A应该是：壹A＝ΔG＝σΔS（1）液体的表面张力和温度有关，温度愈高，表面张力愈小。

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。

这种表面浓度和溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。

在壹定的温度和压力下，溶液表面吸附溶质的量和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＝－()T（2）式中：Γ为吸附量(mol·m－1)；σ为表面张力(J·m-1)；T为绝对温度(K)；c为溶液浓度(mol．L －1)；R为气体常数(8．314J．K—I·mol－1)。

()T表示在壹定温度下表面张力随溶液浓度而改变的变化率。

如果σ随浓度的增加而减小，也即()T<0，则Γ>0，此时溶液表面层的浓度大于溶液内部的浓度，称为正吸附作用。

如果σ随浓度的增加而增加即()T>0，则Γ<0，此时溶液表面层的浓度小于溶液本身的浓度，称为负吸附作用。

七、最大气泡法测定溶液的表面张力

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工114班姓名提子序号 17 同组姓名指导老师胡爱珠杨建平实验日期 2013.5.21 实验名称实验七最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、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、通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表明自由能、表面张力和吸附量关系的理解。

二、实验原理1、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吸附等温式：根据朗格缪尔公式：以c/Г对c 作图，得以直线，该直线的斜率为1/Г∞三、实验仪器、试剂1、仪器：最大泡压表面张力仪1套、洗耳球1个、移液管(50ml 和1ml)各1只、烧杯(500ml)2、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、仪器常数的测定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)，再依此记录2次，取其平均值。

再由手册中查出实验温度时水的表面张力，求得仪器常数K 。

3、表面张力随溶液浓度变化的测定在上述体系中，按浓度从低到高的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的Δp 最大值，每次置换溶液前都先用新溶液润洗2次，再按2方法测定。

五、数据记录与处理1、计算仪器常数K 和溶液表面张力γ，绘制γ-c 等温线。

室温：27.9℃ 大气压力：100.21Kpa 恒温槽温度：30℃ γ水：71.18×10-3 N/m K:1.1041×10-4c d RT dcГγ=－Kc1KcГГ∞=+c 1+Kc c 1 K K ГГГГ∞∞∞==+2RP γ∆=max 2RP γ∆=maxK p γ=∆浓度c(mol/dm3) 水0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.16 0.2 0.24Δpm ax(Pa) 644.7 621.3 576.0 542.3 515.7 491.7 471.7 449.0 419.0 397.7 Δpmax1(Pa)646 622 577 542 515 493 470 451 418 398 Δpmax2(Pa)643 621 576 543 517 490 472 448 419 397 Δpmax3(Pa)645 621 575 542 515 492 473 448 420 398 γ×10-3(N/m) 71.18 68.60 63.60 59.88 56.94 54.29 52.08 49.58 46.26 43.91 由图表数据作γ-c等温线图：由图1可得Y = 0.07142-0.20629*X+0.39219*X2可以得到γ-c的关系式为Y = 0.07142-0.20629*C+0.39219*C2由此得到dγ/dc=0.78438c-0.20629将不同的c值代入上式，就可以得到在不同浓度c下的dγ/dc了。

实验三十一表面张力测定最大气泡压力法测定溶液的表面张力

m
m
在实验中，若使用同一支毛细管和压力计，则
gr
2
是一个常数，称为仪器常数，用K来表示。
K hm
所以
(7) 在本实验中，用已知表面张力的水作为标准， hm 由实验测得其后，就可求出仪器常数的值。 hm 然后只要用这一仪器测得其它液体的值，通过（7）式计算，即可求得各种液体的表面张力。
1. 最大气泡压力法测定表面张力的原理和技
术。 2.不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定、吸附量的计算。
三、实验原理
在本实验中，溶液浓度的测量是利用浓度与折光率的对应关系，表面张力的测定是应用最大气泡压力法。最大气泡压力法测定表面张力的装置示意如图1。将欲测表面张力的液体装于支管试管2中，使毛细管3的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开滴折光仪
1台恒温槽装置 1套滴液漏斗（250mL） 1个支管试管（2.5×20cm） 1个毛细管（0.2—0.3mm） 1支酒精压力计 1个 T形管 1个烧杯（250mL） 1个放大镜 1个重蒸馏水正丁醇（A.R.）丙酮（A.R.）
3.待测样品表面张力的测定
（1）用待测溶液洗净支管试管和毛细管后，加入适量的样品于支管试管中。（2）按仪器常数测定时的操作步骤，分别测定各种未知浓度正丁醇溶液的值。
六、数据处理
1.将实验数据记录于下表，并求得其表面张力。
2.以浓度为横坐标，表面张力为纵坐标作表
面张力-浓度图（横坐标浓度从零开始）。 3.在表面张力-浓度图上选取6～8点作切线求出Z值。 Z 4.由 RT 计算不同浓度溶液的吸附量值，并作吸附量-浓度图。
七、思考题
1.为什么不能将毛细管插进液体里面？ 2.本实验为什么选用酒精压力计而不用水银

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、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，计算饱和吸附量醇分子的截由表面张力的实验数据求正丁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 ∙m2）。

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∙ m1）。

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 - F 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。

附加压力与表面张力的关系用拉普拉斯方程表示：（式中σ为表面张力，R 为弯曲表面的曲率半径，该公式是拉普拉斯方程的特殊式，适用于当弯曲表面刚好为半球形的情况）。

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实验目的：通过气泡最大压力法测定溶液的表面张力，了解表面张力的概念和影响因素。

实验原理：气泡最大压力法是一种测定液体表面张力的方法。

当气泡在液体表面吸附时，空气和液体之间的表面张力使得气泡表面产生压力。

随着气泡的增大，表面张力也会增大，当气泡增大到一定大小时，表面张力将无法支持气泡继续增大而使气泡破裂。

这个时候，气泡的最大直径对应着液体的表面张力大小。

实验步骤：1.准备实验器材：气泡压力计、毛细管、洗涤瓶、滴管、等量筒、称量器等。

2.实验前准备：将需要测定的液体放入等量筒中，加入适量的去离子水混合均匀，然后将等量筒称量，记录液体的质量。

3.制备毛细管：将毛细管烤制成圆形并将两端磨平。

4.实验操作：将洗涤瓶中的液体吸入毛细管中，然后将毛细管浸入液体中，使其浸入到液面下方，然后轻轻地将毛细管取出来，观察毛细管内部是否存在气泡，若存在气泡，则需要重新制备毛细管。

5.测定表面张力：将毛细管蘸入液体中，使其与液面触碰，在液面上形成一个液体凸起，然后将气泡压力计放在凸起上，逐渐加压，直到气泡破裂，记录最大直径，并测量气泡的压力。

6.实验数据处理：根据测得的气泡最大直径和压力值，计算出液体的表面张力值。

实验结果：通过气泡最大压力法测定，得到液体的表面张力值为x N/m。

实验分析：根据实验数据分析得知，液体的表面张力受到多种因素的影响，如温度、溶液浓度、表面活性剂的种类和浓度等。

在相同的温度下，溶液的表面张力随溶液浓度的增加而增加。

表面活性剂可降低液体的表面张力，增加液体的润湿性。

实验总结：本实验通过气泡最大压力法测定溶液的表面张力，达到了目标，并深入了解了表面张力的概念和影响因素。

同时，也提高了实验操作的技能和实验数据分析的能力。

最大气泡压力法测定溶液表面张力

最大气泡压力法测定溶液表面张力一、前言表面张力是指液体表面处的分子间相互作用力，是液体表面能量和单位面积的量度。

在实际应用中，表面张力常常被用来描述液体与固体或气体之间的相互作用，如液滴形态、液滴与固体表面接触角等。

因此，测定溶液表面张力具有重要的理论和实际意义。

最大气泡压力法是一种常用的测定溶液表面张力的方法。

该方法基于气泡在液体中升降时所受到的阻力与气泡直径之间的关系，通过测量最大气泡升降速度和直径来计算溶液的表面张力。

二、实验步骤1. 实验仪器和试剂准备（1）实验仪器：最大气泡压力法测定仪、电子天平、恒温水槽。

（2）试剂：去离子水、丙酮、十二烷基硫酸钠（SDS）、甘油。

2. 样品制备将待测样品加入到清洁干燥的容器中，并在恒温水槽中调节至所需温度。

3. 测定最大气泡压力（1）在样品表面加入一定量的SDS和甘油，使得液面平整且不出现颗粒状物质。

（2）将测定仪的玻璃管插入到样品中，并通过注射器向玻璃管中注入空气，形成一个气泡。

（3）调节测定仪的升降速度，当气泡升至一定高度时停止升降，记录此时的气泡直径和压力。

（4）逐步增加气泡压力并记录相应的气泡直径和压力值，直至气泡破裂或者脱离液面为止。

4. 计算表面张力根据测得的最大气泡直径和压力值，可以通过下列公式计算溶液表面张力：γ = (4σ/3r) (ΔP/P0)其中，γ为溶液表面张力；σ为水-空气界面张力常数；r为最大气泡半径；ΔP为最大气泡压差；P0为大气压强。

5. 数据处理对于同一样品，在不同温度下进行多次测量，并取平均值计算出表面张力。

三、实验注意事项1. 实验前要仔细清洗测定仪和玻璃管，避免杂质对实验结果的影响。

2. 在加入SDS和甘油时要注意控制添加量，避免过量引起液面不平整。

3. 测定时要保持恒温，避免温度变化对实验结果的影响。

4. 测定时要保持气泡升降速度稳定，并逐步增加气泡压力，避免气泡破裂或脱离液面。

5. 测定同一样品时要进行多次测量，并取平均值计算表面张力，提高实验结果的准确性。

最大泡压法测定溶液表面张力

增压效果，可用洗耳球塞进打气或将分液漏斗的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需
②毛细管半径不能太大或太小。 1、拉普拉斯公式在毛细管最大气泡压力法上的
倒置的方法赶去气柱。答：①液面相切程度、毛细管干净与否。
③读取ΔPmax时，毛细管插入液面的深浅不 R=r（毛细管半径）时，R值最小，附加压力 1、系统检漏时增压不能太大，否则毛细管
R=r（毛细管半径）时，R值最小，附加压力
△P =2σ/R也达到最大，且此时对于同一毛细管，△Pmax只与物质的σ值有关（单值函数关系），所以都读最大压力差。
3、影响本实验的关键因素是什么？答：①液面相切程度、毛细管干净与否。
②毛细管半径不能太大或太小。毛细管半径太大,所需压力太小，导致测定误差增大；毛细管径太小，气泡易从毛细管中成串、连续地冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压力差不准。一般选用毛细管的粗细在测水的表面张力时ΔPmax读数为500Pa-800Pa。
4、为保证恒温，测定管外应保持足够高的水 2、了解表面张力的性质，表面能的意义及表面张力和吸附的关系。
展起来的表面张力计算方法有很多，而最大表面张力是物理和传递过程中的重要基础数
浴，溶液恒温十分钟。表面张力数据已无法满足应用要求。
2、如果毛细管口不出泡，或者连续出泡，可形成气泡，其曲率半径R先逐渐变小，当达到展起来的表面张力计算方法有很多，而最大表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压 1、系统检漏时增压不能太大，否则毛细管 1、拉普拉斯公式在毛细管最大气泡压力法上的 2、如果毛细管口不出泡，或者连续出泡，可 R=r（毛细管半径）时，R值最小，附加压力泡压法具有重要的理论和实用意义。 3、掌握用最大泡压法测定表面张力。

最大泡压法测定液体表面张力

问答题：1、气泡溢出速度较快或者不成单泡，对实验结果有什么影响？毛细管尖端为什么要刚好接触液面？答案：出泡速率不能太快，因为出泡速率快将使表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平衡，也将使气体分子间摩擦力和流体与管壁间的摩擦力增大，这将造成压力差增大，使表面张力测定值偏高。

所以要求从毛细管中溢出的气泡必须单泡溢出，有利于表面活性物质在表面达到吸附平衡，并可减少气体分子及气体与管壁之间的摩擦力，才能获得平衡的表面张力。

毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。

假如毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。

为了减少静压力的影响，应尽可能减少毛细管的插入和深度，使插入深度△h接近0。

毛细管内的空气压力与管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏高。

2、影响实验结果的关键因素有哪些？答案：实验中，气泡的速度对实验数据有很大的影响。

速度过快，会使数据变大。

因此，保持相同的气泡速度对于本实验的成败有很大的关系。

而实验装置中，随着滴液漏斗中水的不断流出，滴液的速度会减慢，装置的此处有待改进。

另外，毛细管的竖直以及毛细管进入液面的深度，对于测定结果都有一定的影响，实验中应该注意。

实验数据处理也是很关键的一步，对测量结果有较大影响。

3、最大气泡法测表面张力时为什么要读取最发压力差？答案：测定时在毛细管口与液面相接触的地方形成气泡，其曲率半径R先逐渐变小，当达到R=r（毛细管半径）时，R值最小，附加压力p=2∕R也达到最大，且此时对于同一毛细管，p（max）只与物质的r(伽马)值有关（单值函数关系），所以都读最大压力差。

4、温度和压力的变化对测定结果有无影响？如果有，有什么影响？答案：温度越高，表面张力越小，到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。

最大泡压法测定时，系统与外界大气的压力差越大，表面张力就越大。

最大气泡压力法测定溶液的表面张力实验报告

最大气泡压力法测定溶液的表面张力实验报告最大气泡压力法测定溶液的表面张力实验报告引言：表面张力是液体分子间相互作用力所导致的现象，它对于液体的性质和行为具有重要影响。

本实验采用最大气泡压力法来测定溶液的表面张力，通过实验数据的分析，探究不同溶液浓度对表面张力的影响。

实验目的：1. 了解表面张力的概念和测定方法；2. 掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验操作；3. 分析不同溶液浓度对表面张力的影响。

实验原理：最大气泡压力法是一种常用的测定溶液表面张力的方法。

实验中，将一根细玻璃管插入液面，通过调节压力差，使气泡从玻璃管中产生并脱离液面，此时气泡的半径与液体表面张力成正比。

通过测量气泡的半径和液体的密度，可以计算出溶液的表面张力。

实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器，包括细玻璃管、溶液、压力计等；2. 将细玻璃管插入液面，调节压力差，使气泡从玻璃管中产生并脱离液面；3. 测量气泡的半径和液体的密度；4. 计算溶液的表面张力。

实验结果与分析：根据实验数据计算得到不同溶液浓度的表面张力值，并进行比较分析。

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。

这是因为溶液浓度的增加会导致溶质分子在液体表面的分布增多，从而减弱液体分子间的相互作用力，进而降低表面张力。

实验误差分析：在实验过程中，由于操作技巧和仪器精度等因素的影响，可能会产生一定的误差。

例如，测量气泡半径时，由于气泡形状的不规则性，可能会导致测量结果的误差。

此外，实验中还需要考虑环境因素对实验结果的影响，如温度、湿度等。

实验改进：为减小实验误差，可以采取以下改进措施：1. 提高操作技巧，尽量保持气泡形状的规则性；2. 使用更精确的仪器和测量方法，如使用显微镜观察气泡形状，使用更精确的测量仪器测量气泡半径；3. 控制实验环境的温度和湿度，避免外界因素对实验结果的干扰。

结论：通过最大气泡压力法测定溶液的表面张力，我们得出了不同溶液浓度对表面张力的影响。

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本实验的目的是通过气泡最大压力法测定不同浓度的表面活性剂溶液的表面张力，探究表面张力与溶液浓度之间的关系，并深入理解表面张力的概念及其在生活中的应用。

实验器材：1. 气泡最大压力法仪器2. 不同浓度的表面活性剂溶液3. 实验室天平4. 滴管5. 纸巾实验步骤：1. 将气泡最大压力法仪器调至初始状态，确保其工作正常。

2. 分别取出不同浓度的表面活性剂溶液，通过天平精确称取出10mL的溶液。

3. 将取出的溶液倒入气泡最大压力法仪器的试管中，并通过滴管将溶液表面涂上适量的矿物油，以防止气泡的破裂。

4. 将气泡最大压力法仪器的气泡管顶端浸入溶液中，启动仪器，并等待仪器读数稳定。

5. 调节气泡最大压力法仪器的气泡大小，直至气泡破裂，记录下此时的最大压力值。

6. 重复以上步骤，分别测量不同浓度的表面活性剂溶液的最大压力值，并记录下每组数据。

7. 将测得的数据绘制成表格或图表，分析表面张力与溶液浓度之间的关系。

实验结果：通过气泡最大压力法测量，我们得出了不同浓度的表面活性剂溶液的最大压力值。

根据实验数据可得出：随着表面活性剂的浓度增加，溶液的表面张力逐渐降低，且下降的趋势越加明显。

实验结论：根据以上实验结果，我们可以得出结论：表面张力与溶液浓度之间存在着一定的关系。

在实验中，我们发现随着表面活性剂的浓度增加，表面张力逐渐降低。

这是因为表面活性剂的分子能够在液体表面形成一层分子膜，使得表面张力降低，表面张力大小直接决定着液体的表面活性能力，因此表面活性剂的应用十分广泛，如肥皂、洗涤剂等。

通过本实验，我们深入理解了表面张力的概念及其在生活中的应用，同时也掌握了气泡最大压力法测定溶液表面张力的方法和技巧。

实验七最大气泡压力法测定溶液的表面张力

宁波工程学院物理化学实验报告实验名称最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、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．通过对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。

二、实验原理1、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循吉布斯吸附等温式：Γ = –（c/RT）*（dγ/dc）①式中，Г为溶液在表层的吸附量；γ为表面张力；c为吸附达到平衡时溶液在介质中的浓度。

根据朗格谬尔（Langmuir）公式：Γ =Γ∞Kc/（1＋Kc）②Γ∞为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时的Γ∞c/Γ =（1＋Kc）/（Γ∞K）= c/Γ∞＋1/Γ∞K ③以c/Г对c作图，则图中该直线斜率为1/Г∞。

由所得的Г∞代入Am=1/Г∞L可求被吸附分子的截面积（L为阿伏伽德罗常数）。

2、本实验用气泡最大压力法测定溶液的表面张力，其仪器装置如图1所示：图1、最大气泡压力法测量表面张力的装置示意图1、恒温套管；2、毛细管（r在0.15～0.2mm）；3、U型压力计（内装水）；4、分液漏斗；5、吸滤瓶；6、连接橡皮管。

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，毛细管内的液面上受到一个比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），附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为：ΔP=2γ/R ④式中，ΔP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：ΔP最大= 2γ/r ⑤实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，则可忽略气泡鼓起所需克服的静压力，这样就可以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=KΔP最大⑥式中仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得。

最大泡压法测定溶液的表面张力

六、思考题
1．在测量中，如果抽气速率过快，对测量结果有何影响？
答：若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定；亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，来回速度跳动，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。

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？
答：不行。

如果将毛细管末端插入到溶液内部，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？
答：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R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯(Laplace)公式，此时能承受的压力差为最大：△pmax= p0- pr= 2σ/γ。

气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。

最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。

4.表面张力仪的清洁与否和温度的不恒定对测量数据在何影响
答：若玻璃器皿不清洁和温度的不恒定，则气泡将会不能连续稳定地流过，而使压差计读数不稳定。

温度对σ、和折射率都有较大的影响。

虽然质量百分浓度与温度无关，但由于折射率随温度的波动，若温度不恒定，故难得出未知溶液的准确浓度。

1/ 1。

最大气泡压力法测定液体的表面张力数据处理方法

溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定实验目的1．学习用最大气泡压力法测定溶液的表面张力σ。

2．了解用吉布斯方程在溶液表面吸附中的实验应用。

3．了解溶液表面吸附分子的横截面积的测量方法。

实验原理1．溶液表面的过剩物质的量Γ表面张力σ（或比表面Gibbs 函数）是表面化学热力学的重要性质之一。

纯溶剂中溶入溶质形成溶液后，溶液的表面张力不同于纯溶剂。

按照溶液表面张力随溶质浓度的变化规律可把溶质分为三种情况。

溶液的表面张力随溶质浓度的增加而增大；溶液的表面张力随溶质浓度的增加而减小；溶液的表面张力最初随溶质浓度的增加而急剧减小，当达到某一临界浓度时，溶液的表面张力不再随溶质浓度的增加而变化，见图3-30。

定量地描本实验研究正吸附的情况。

只要获得了溶液表面张力随溶质浓度的变化曲线，就可用微分法得到某一浓度下的（d σ/d c ）T，，然后依据方程（3-63）得到表面过剩物质的量Γ。

2。

饱和表面过剩物质的量与吸附分子的横截面积对于正吸附的情况，溶质分子在溶液表面过剩物质的量Γ取决于溶质在溶液本体的浓度。

在本体浓度较小时，Γ随c 的增加而增大，当溶液表面已经盖满一层溶质分子时，Γ达到最大，用符号Γ∞表示。

称为饱和表面过剩物质的量。

若以1/Γ 对π（称为表面压力）作图则得图3-31；π的定义如式（3-64）：π=σ0 -σ （3-64）述这一规律的方程是Gibbs 等温吸附方程 ()c RT c ΓTd d σ-= （3-63）式（3-63）中，Γ被Gibbs 称为表面过剩物质的量，单位为mol·m -2。

对某些溶液系统（如电解质溶液系统）式中的浓度c 有时要用活度a 代换。

由图3-30，对曲线A ，（d σ/d c ）T ＞0，Γ＜0，这种情况称为负吸附。

对曲线B 和C ，（d σ/d c ）T ＜0，Γ＞0，这种情况称为正吸附。

由图3-31看出，当π较大时（即浓度c 较小时）1/Γ趋向于一个定值，此定值即1/Γ∞。