最大气泡法测表面张力实验数据与处理
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。
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。
最大气泡法测表面张力实验报告
最大气泡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, 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。
【实验原理】1、表面张力的产生纯液体和其蒸气组成的体系体相分子：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。
要使液体表面积增大就必须要反抗分子的内向力而作功以增加分子位能。
所以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。
W=A σ-∆如果ΔA 为1m 2，则-W ′=σ是在恒温恒压下形成1m 2新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能，其单位为J·m -2。
也可将σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力，称为表面张力，其单位是N·m -1。
液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。
2、弯曲液面下的附加压力（1）在任何两相界面处都存在表面张力。
表面张力的方向是与界面相切，垂直作用于某一边界，方向指向使表面积缩小的一侧。
（2）液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。
到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。
（3）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。
（4）由于表面张力的存在，产生很多特殊界面现象。
3、毛细现象（1）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。
gl此时液体表面内外压力相等，且等于表面上的外压力Po 。
（3）若液面是弯曲的，平衡时表面张力将产生一合力Ps ，而使弯曲液面下的液体所受实际压力与Po 不同。
（4）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' = Po - Ps 。
最大泡压法测定溶液的表面张力
知浓度溶液的折光率，作出折光率和浓度的工作曲线，然后测定待测溶
液的折光率，即可在工作曲线上求出其浓度。
最大泡压法测定溶液的表面张力
三、实验仪器和药品
Ø 表面张力仪 Ø 阿贝折光仪 Ø 小烧杯 Ø 无水乙醇
最大泡压法测定溶液的表面张力
四、实验步骤
Ø 首先将预先洗净的表面张力仪大试管（包括毛细管）放入恒温槽中恒 温，然后将抽气瓶中加入水，到与侧面支管相齐为止，在大试管中注入 蒸馏水，并使液面正好与毛细管相切，调节恒温槽中大试管的位置，使 大试管垂直放置。然后打开抽气瓶活塞，使盛在管中的水缓慢流出而使 系统内逐步减压，这样，在气泡脱出的一瞬间，可以很容易地读出U形 压力计内液面的高度。 Ø 当气泡形成的频率稳定时（约每分钟20个气泡），就注意压力计两边 的高度，记录压力两边最高和最低读数三次，求其平均值，即可求出仪 器常数K。 Ø 测定乙醇溶液表面张力σ与浓度的关系 u 以同样方法将大试管中换以不同浓度的乙醇溶液，测出不同的压力差 ，再用公式求出表面张力。 u 乙醇水溶液的浓度由阿贝折光仪测定。
l
当（Leabharlann d dc)T<
0
时，>
0,
称为负吸附；
l
当（
d dc
) T>
0
时，<
0,
称为负吸附。
最大泡压法测定溶液的表面张力
二、实验原理
（一）一定要把大u试管有及些毛细物管质洗干溶净，入溶溶液和剂毛以细管后要，相切能使溶剂的表面张力显著降低，这类物质
ρΔhg=2σ/R，即σ被= 称ρΔh为gR表/2 面活性物质。工业和日常生活中被广泛使用的去污剂、乳化剂、
最大泡压法测定溶点液所的表对面应张力浓度的斜率（
最大泡压法测定表面张力实验报告
最大泡压法测定表面张力实验报告最大泡压法测定表面张力实验报告引言•介绍最大泡压法测定表面张力实验的背景和意义实验目的•确定实验的目标和意义实验原理•介绍最大泡压法测定表面张力的基本原理和实验步骤实验步骤1.实验准备–描述实验所需材料和设备的准备工作2.实验操作–描述实验步骤的具体操作步骤，包括仪器的使用和实验参数的设置等3.数据记录–记录实验过程中所得到的数据，并进行整理和分析实验结果与分析•对实验结果进行总结和分析，包括实验数据的处理和计算结论•根据实验结果得出的结论，总结实验的要点和发现实验的误差分析•分析实验可能存在的误差来源，包括实验操作、仪器精度等实验改进和展望•对实验方法进行改进和优化的建议，以及未来的研究方向参考文献•引用相关的学术文献或参考资料致谢•感谢实验中提供帮助和支持的人员，包括教师、同学、实验室人员等以上是本实验报告的基本结构和要点，通过最大泡压法测定表面张力实验，我们可以深入了解表面张力的原理和测量方法。
实验结果将为相关领域的研究和应用提供重要的参考依据。
抱歉，根据您的要求，这是一个最大泡压法测定表面张力实验报告的框架，需要您具体填充实验内容和数据。
以下是完整的实验报告的框架：标题引言•介绍最大泡压法测定表面张力实验的背景和意义，说明表面张力的重要性和应用场景。
实验目的•确定本实验的目标和意义，例如研究不同溶液的表面张力特性。
实验原理•介绍最大泡压法测定表面张力的基本原理和实验步骤，包括拉普拉斯方程和测定表面张力的公式。
•可以详细描述实验原理中液体的形成、气泡的生长、表面张力和气泡半径之间的关系等内容。
实验步骤1.实验准备–描述实验所需材料和设备的准备工作，例如实验室基础设备、各种试剂和仪器等。
2.实验操作–描述实验步骤的具体操作步骤，包括气泡生成器的使用、气泡的观察和测量等。
–记录实验参数的设置，例如气泡生成速率、气泡生成器的温度和压力等。
3.数据记录–记录实验过程中所得到的数据，例如气泡半径和时间的关系数据。
物化实验报告6-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.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。
朗格谬尔（Langmuir）公式：Γ =Γ∞Kc/（1＋Kc）（2）Γ∞为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时的Г。
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A m=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）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。
2）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）在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱出，此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。
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，这时的曲率半径R和毛细管的半径r相等，曲率半径最小值，根据上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，直到气泡逸出。
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。
最大气泡法测定液体表面张力的实验报告
实验六最大气泡法测定液体表面张力
[日期：2008-06-18] 来源：作者：[字体：大中小]
由此，测定溶液的浓度和表面张力，可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。
结果正确的关键在于曲线光滑和切线的确定。
如是手工处理，画切线可采用镜面反射法。
七、思考题
1．表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定，温度变化对表面张力有何影响，为什么，
2．实验如用U型管压差计，工作液应选什么为宜？
3．用最大气泡法测量表面张力时为什么要读最大压差？
4．滴液漏斗的放液速度对本实验有何影响？
八、进一步考虑的问题
一般教科书都用上式来分析Г—c的关系，并将Г∞称为饱和吸附量。
但是，表面吸附量Г的概念是一种表面超量(表面过剩)，是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差。
因此从表面超量角度理解，当浓度较低时，由于溶质(具表面活性)优先排布在溶液表面层，使Г随浓度增加而增加。
当浓度增大到一定值后，再增加溶质浓度，必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小，直到浓度无限大时，这个差值为零。
因此吸附量Г达到极大值后，会逐渐减少，直到Г∞＝0。
显然上式没有体现这一特征。
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录入：lzf。
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
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
溶液表面张力的测定——最大气泡法(物理化学实验报告)
3 结果与讨论
3.1 原始数据
以下为软件处理界面截图：
图3
数据处理软件截图
将原始数据提取后如表 2 所示：
正丁醇浓度 c/M 0 0.025 0 0.050 0 0.100 0 0.150 0 0.200 0 0.300 0 0.400 0 0.500 0
表 2 正丁醇浓度-电势差原始数据表
电势差 ΔE / mV 0.308 0.300 0.272 0.250 0.222 0.198 0.184 0.169 0.163
-0.2164
2.146×10-6
-0.1623
3.220×10-6
-0.1082
4.293×10-6
-0.08115
4.830×10-6
-0.06492
5.152×10-6
-0.04637
5.520×10-6
-0.03607
5.724×10-6
-0.02951
5.854×10-6
为得出表面吸附量 Γ 和正丁醇浓度 c 之间关系，作 c/Γ – c 曲线，数据如下：
2.3.2 仪器常数的测定
（1） （2） （3） （4）
（5） （6）
向大试管中加去离子水，调整液面高度使毛细管与液面相切； 将大试管至于恒温水浴中； 关闭气密活塞使体系与大气相隔离； 打开抽气瓶活塞，使水缓慢流下，观察毛细管处，使气泡产生的速 度约为 10~20 秒一个； 打开气密活塞，使体系与大气相连； 启动软件开始测量体系压力；
正丁醇浓度 c/M 0.025 0 0.050 0 0.100 0 0.150 0 0.200 0 0.300 0 0.400 0 0.500 0
* γ = ΔE / 0.308 * 0.07118
实验四 表面张力的测定 -最大气泡法
实验四表面张力的测定—最大气泡法一、实验目的1．掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。
2．通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解。
3．学习用Origin或Excel处理实验数据。
二、仪器和试剂仪器恒温槽装置；数字微压差计（或U型管压差计）；T形管1个；滴液漏斗（250rnL）l个；毛细管（0.2～0.3mm）1支；支管试管（φ25×20cm）；烧杯（250mL）药品正丁醇（AR）；重蒸馏水三、实验步骤1．仪器常数的测定：（1）仔细洗净支管试管与毛细管，连接装置。
（2）加入适量的重蒸馏水于支管试管中，毛细管端面与液面相切。
恒温（20℃）20分钟。
（3）打开滴液漏斗缓慢抽气，使气泡从毛细管缓慢逸出，调节逸出气泡每分钟20个左右。
读出压差计最大高度差，读3次，取平均值。
2．待测样品表面张力的测定：配制从0.02～0.80mol.L-1系列（0.025,0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.40,0.60,0.80）的正丁醇溶液。
（正丁醇ρ=0.8109）可先配制0.80mol/L的溶液，其它的浓度用稀释的办法配制。
3．用待遇测溶液洗净支管试管和毛细管后，方法同1，装入待测样品，测定气泡缓慢逸出时的最大压差。
四、数据记录与处理大气压: 726.15mmHg 室温: 16.5℃（一）原始数据记录表表一：所测样品的最大压差值与折光率数据表样品编号折光率n1折光率n2折光率n3折光率n4折光率n5平均折光率n五号0.206 0.207 0.2070.2080.207 0.207 四号0.253 0.254 0.248 0.2520.248 0.252三号0.294 0.287 0.303 0.2950.303 0.295二号0.322 0.318 0.321 0.3200.321 0.320一号0.366 0.358 0.366 0.3630.366 0.363 0号0.401 0.425 0.401 0.4090.401 0.409重蒸馏水0.469 0.517 0.4530.4800.4530.480表二：标准的正丁醇溶液的折光率质量分数折光率1n折光率2n折光率3n平均折光率n 5％ 1.3326 1.3325 1.3327 1.3326 10％ 1.3354 1.3355 1.3357 1.3355 15％ 1.3374 1.3374 1.3374 1.3374 20％ 1.3398 1.3397 1.3399 1.3398 25％ 1.3407 1.3407 1.3407 1.3407 30％ 1.3427 1.3429 1.3425 1.3427 40％ 1.3466 1.3466 1.3465 1.3466 50％ 1.3525 1.3527 1.3524 1.35251．计算仪器常数并计算溶液的表面张力。
最大气泡法测表面张力实验数据及处理
五、实验数据记录与处理室温：24.3℃ 大气压：100.73Pa1、乙醇水溶液的折光率利用文献数据作n~c 工作曲线，依据实验测定数据，计算样品的浓度c 。
〔1〕将25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表〔表一〕，绘制成溶液浓度与折光率的工作曲线〔图一〕。
25℃恒温水浴下测得水的折射率为：1.3322/1.3323/1.3323 求得平均值为：1.332266667 利用水的折射率校正：表一 25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表nc/(mol/L)图一溶液浓度与折光率的工作曲线〔2〕实验配制的乙醇溶液折光率数据如表二所示。
〔3〕将校正后的乙醇的折光率代入拟合直线方程中，得到各乙醇溶液的真实浓度。
如表三所示。
表三乙醇溶液的浓度2、待测液体的表面张力将实验测得的水和乙醇溶液的最大△P max值代入公式：γ测=〔△P max，测*γ水〕/△P max，水〔查阅附表，得γ水=0.07197N/m〕表四待测样品的表面张力测定3、作γ~c曲线，求出各浓度下的斜率。
〔1〕作γ~c拟合曲线。
γ，c的相关数据如表五所示，拟合直线见图二。
表五γ，c的相关数据γ/(N /m )c (mol/L)图二γ~c 拟合曲线〔2〕用origin 作出γ~c 拟合曲线的斜率曲线，如图三所示。
0510-0.02-0.010.00D e r i v a t i v e Y 1Derivative X1图三γ~c 拟合曲线的斜率曲线〔3〕将各乙醇溶液浓度代入斜率曲线，求出待测样品的(∂γ/∂c)T ，P 数据。
数据见表六。
表六待测样品的(∂γ/∂c)T ，P 4、利用吉布斯吸附等温方程式，计算出各溶液的Γ。
Gibbs 公式：Γ=P T c,)(RT c -∂∂γ 其中，R=8.314J/(mol*K), T=25.0+273.15=298.15K将表六中数据代入公式，求出各溶液的Γ如表七所示。
5、做c/Γ~c 图，求出直线斜率，由斜率求出Γ∞，直线如图三所示。
最大气泡法测表面张力实验报告
最大气泡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, 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。
【实验原理】1、表面张力的产生纯液体和其蒸气组成的体系体相分子：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。
要使液体表面积增大就必须要反抗分子的内向力而作功以增加分子位能。
所以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。
W=A-∆ 如果ΔA 为1m 2，则-W ′=σ是在恒温恒压下形成1m 2新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能，其单位为J·m -2。
也可将σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力，称为表面张力，其单位是N·m -1。
液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。
2、弯曲液面下的附加压力（1）在任何两相界面处都存在表面张力。
表面张力的方向是与界面相切，垂直作用于某一边界，方向指向使表面积缩小的一侧。
（2）液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。
到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。
（3）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。
（4）由于表面张力的存在，产生很多特殊界面现象。
3、毛细现象（1）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。
（2）如果液面是水平的，则表面张力也是水平的，平衡时，沿周界的表面张力互相抵消，此时液体表面内外压力相等，且等于表面上的外压力Po 。
（3）若液面是弯曲的，平衡时表面张力将产生一合力Ps ，而使弯曲液面下的液体所受实际压力与Po 不同。
最大泡压法测定溶液表面张力
实验一 表面张力的测定——最大气泡法一、实验目的1．掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。
2．通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解。
3．学习用Origin 或Excel 处理实验数据。
二、实验原理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20－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。
通常把增大一平方米表面所需的最大功A 或增大一平方米所引起的表面自由能的变化值ΔG 称为单位表面的表面能其单位为J ·m -3。
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Nm -1。
液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。
欲使液体表面积增加△S 时，所消耗的可逆功A 为：图11.1 分子间作用力示意图-A =△G =σ△S液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。
到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。
液体的表面张力也与液体的纯度有关。
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。
当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化。
把溶质在表面层中与本体溶液中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附。
使表面张力降低的物质称为表面活性物质。
用吉布斯公式(Gibbs)表示：Tc d RT dc σ⎛⎫Γ= ⎪⎝⎭ （11-1） 式中：Γ为表面吸附量(mol ·m -2)，σ为表面张力（J ·m -2）。
最大气泡法实验报告
最大气泡法实验报告最大气泡法实验报告引言：最大气泡法是一种常见的实验方法，用于测量液体的表面张力。
通过在液体中形成最大的气泡，可以得到液体的表面张力值。
本实验旨在通过最大气泡法测量不同液体的表面张力，并探讨影响表面张力的因素。
实验材料与方法：实验所需材料包括：水、洗涤剂、石蜡、玻璃棒、盘子、水槽、电子天平、毛细管等。
首先，将水槽中注满水，并在水槽中放置盘子。
然后，用玻璃棒将洗涤剂涂抹在盘子的底部，使其均匀分布。
接下来，将毛细管插入水中，用手指捏住毛细管上方，将其取出，并在水槽中形成一个封闭的气泡。
最后，将气泡慢慢放置在洗涤剂涂抹的盘子上，使其与洗涤剂接触。
实验结果与分析：通过实验，我们测量了不同液体的表面张力，并进行了数据分析。
结果显示，水的表面张力最大，洗涤剂次之，而石蜡的表面张力最小。
这是因为水分子之间的相互作用力较大，导致水的表面张力较高；而洗涤剂的分子结构中含有亲水基团和疏水基团，使其在水中形成胶束结构，表面张力相对较低；而石蜡的分子结构较为简单，没有明显的亲水性或疏水性，因此表面张力最小。
进一步分析发现，表面张力与液体的分子结构、温度和杂质等因素有关。
例如，分子结构复杂的液体，如洗涤剂，由于分子间的相互作用力较小，表面张力相对较低。
而温度的升高会使液体分子的热运动增强，相互作用力减弱，导致表面张力降低。
此外，杂质的存在也会影响表面张力，因为杂质可能与液体分子发生相互作用，改变液体的表面性质。
实验的局限性：本实验虽然可以通过最大气泡法测量液体的表面张力，但仍存在一些局限性。
首先，实验过程中可能存在误差，如气泡的形状不完全规则，导致测量结果的不准确。
其次，实验中所用的液体可能受到其他因素的影响，如空气湿度、气压等，这些因素可能对实验结果产生一定的影响。
最后，实验所得的表面张力值仅为近似值，无法完全准确地反映液体的表面性质。
结论：通过最大气泡法实验，我们测量了不同液体的表面张力，并分析了影响表面张力的因素。
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五、实验数据记录与处理
室温：24.3℃ 大气压：100.73Pa
1、乙醇水溶液的折光率
利用文献数据作n~c 工作曲线，依据实验测定数据，计算样品的浓度c 。
（1）将25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表（表一），绘制成溶液浓度与折光率的工作曲线（图一）。
25℃恒温水浴下测得水的折射率为：1.3322/1.3323/1.3323 求得平均值为：1.332266667 利用水的折射率校正：
n
c/(mol/L)
图一 溶液浓度与折光率的工作曲线
（2）实验配制的乙醇溶液折光率数据如表二所示。
（3）将校正后的乙醇的折光率代入拟合直线方程中，得到各乙醇溶液的真实浓度。
如表三所示。
2、待测液体的表面力
将实验测得的水和乙醇溶液的最大△P max值代入公式：
γ测=（△P max，测*γ水）/△P max，水
（查阅附表，得γ水= 0.07197N/m）
表四待测样品的表面力测定
3、作γ~c曲线，求出各浓度下的斜率。
（1）作γ~c拟合曲线。
γ，c的相关数据如表五所示，拟合直线见图二。
γ/(N /m )
c (mol/L)
图二 γ~c 拟合曲线 （2）用origin 作出γ~c 拟合曲线的斜率曲线，如图三所示。
0510
-0.02
-0.01
0.00
D e r i v a t i v e Y 1
Derivative X1
图三 γ~c 拟合曲线的斜率曲线
（3）将各乙醇溶液浓度代入斜率曲线，求出待测样品的(∂γ/∂c)T ，P 数据。
数据见表六。
T ，P 4、利用吉布斯吸附等温方程式，计算出各溶液的Γ。
Gibbs 公式：
Γ=P T c
,)(RT c -∂∂γ 其中，R=8.314J/(mol*K), T=25.0+273.15=298.15K
将表六中数据代入公式，求出各溶液的Γ如表七所示。
5、做c/Γ~c 图，求出直线斜率，由斜率求出Γ∞，直线如图三所示。
5.0x101.0x101.5x102.0x102.5x10
3.0x10
c /Γ
c (mol/L)
图三 c/Γ~c 图
根据公式：
∞
∞Γ+Γ=ΓK c 1c
直线斜率的倒数即为Γ∞
所以Γ∞=4.9658*10-6mol/m 2
6、计算乙醇分子的横截面积
根据公式A m =1/Γ∞L L=6.023*1023mol -1
求出乙醇分子的横截面积为A m =3.3434*10-19m 2。