实验五 表面张力及表面吸附量的测定 预习
实验中的吸附作用表面张力的测定
实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期一、实验目的1.了解表面张力的性质,表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。
2.掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。
二、实验原理1.Γ=﹣c/RT×(dσ/d c)T(以σ~c作图→以求出Γ)2.Γ=Γ∞×Kc/(1+Kc)c/Γ=c/Γ∞+1/KΓ∞(以c/Γ~c作图→以求出Γ∞)3.S。
=1/Γ∞N A (以求出S。
)4.σ=K×ΔP三、注意事项1.测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过,而使压差计不稳定,如发生此种现象,毛细管应重洗。
2.毛细管一定要保持垂直,管口刚好插到与液面接触。
3. 在数字式微压差测量仪上,应读出气泡单个逸出时的最大压力差。
四、 数据记录五、 数据处理1.在25℃时σH2O =71.97×10﹣3N /m ΔP =366Pa ∴仪器常数K为∶K =H2OPσ∆=371.9710N m 366Pa⨯﹣/=1.97×10﹣42. 由σ=K ·P ∆得∶3.溶液的表面张力σ与浓度c 的关系曲线4.可求出各点的切线斜率(dσ)T ﹐还可根据Γ=﹣c(d σ)T 5.Γ与c 的关系图6.直线斜率为 9.8×104 L /(m ·mol )1∞Γ=9.8×104 m 2/mol ∴Γ∞=1.02×10﹣5mol /m 2 7.S 0=·1N∞Γ=1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差? 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,不易观察出其最高点而引起的较大的误差。
2.哪些因素影响表面张力测定结果?如何减小以致消除这些实验的影响?答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
预习资料-溶液表面张力的测定
溶液表面张力的测定-最大气泡压力法涉及的实验技术:恒温槽恒温槽的原理和使用注意事项,以及溶液配置技术。
●实验仪器以及用品SHJ-1 型温度测量控制仪、85-2 型磁力搅拌器、微压计(清华大学化学实验中心)洗耳球、移液管(10,25, 50 mL),容量瓶7个(100 mL),1000 mL、500 mL 烧杯各1个,0.4000 和0.5000 mol/L的正丁醇水溶液。
●实验步骤一、溶液配制:由0.4000和0.5000mol/L的正丁醇水溶液,使用10,25或50ml移液管,配置7个浓度从0-0.4 mol/L的溶液,每次实验四个组的同学建议用同样方法稀释,以利于相互讨论。
建议浓度但并不限定于:0.3000、0.2500、0.200、0.1500、0.100、0.0500及0.0250 mol/L。
二、开启仪器1. 恒温槽。
接电源,先开搅拌,再连接温控仪与加热器,开始温度控制。
2. 压差测量。
首先打开测压仪,然后打开电脑。
打开“数据采集”软件,在“参数设置”中设定采样频率为10次/秒如果测量曲线为直线,则需要重新启动电脑。
测量前,应首先走15~20 s基线。
测量过程中不要切换测压器单位。
三、压差的测定1. 标定仪器。
充分洗净大试管及毛细管,在大试管中注入适量的去离子水(即参比样品),使毛细口端口刚好和液面相切。
注意:毛细管与液面垂直,深入液面不宜过深或过浅,2 mm左右可以接受,并在整个实验过程中尽量保持一致。
将大试管安装在水浴中,给抽气瓶注满水,检查活塞,打开三通管与大气相连。
打开抽气瓶旋塞,使瓶内的水缓慢滴出,单击软件窗口的“开始”,稳定10~20 秒后,关闭与大气相连的三通管,观察微压压差计的读数和计算机数据采集界面采集数据的变化。
随着试管压力逐步下降,逐渐伴随气泡的产生与破灭,出现压力的振荡。
建议但并不限定:8~10 s产生一个气泡,记录一定数量的稳定振荡后,停止记录。
(请思考:要测的压差是什么?如何确定一定数量?)2.测量正丁醇溶液。
物理化学-表面张力及表面吸附量的测定-175
1.实验数据记录与处理表:2.质量分数与浓度转换:3.实验曲线:实验温度 T=28℃ 水的表面张力 σ0=0.07150N ▪m -1序号 ω乙醇 最大压差Δp/Pa仪器常数K/mσ/ N ▪m -1 Z/ N ▪m -1 Γmol ▪m -2 1 2 3 平均 1 0%(水) 541 541 542 541 1.339×10-40.07244 //2 5% 414 415 415 415 0.05557 0.01112 4.441×10-63 10% 372 372 373 372 0.04981 0.01414 5.648×10-6 4 15% 304 302 302 303 0.040570.01433 5.723×10-6 5 20% 272 272 271 272 0.03642 0.014745.887×10-66 25% 264 265 263 264 0.03535 0.01398 5.584×10-67 30% 239 239 239 239 0.03200 0.01368 5.464×10-6 8 40% 218 218 217 218 0.02919 0.01101 4.397×10-6 90%(水)5345355335340.07150/ /计算公式:最大p K ∆=σ最大p K ∆•=σZ= σ0i -σiRTZ=Γ ω乙醇 密度ρ/kg ▪m -3浓度c/mol ▪L -10%(水) 998.20 05% 989.34 1.0737 10% 981.89 2.1313 15% 975.17 3.1751 20% 968.54 4.2046 25% 961.58 5.2180 30% 953.72 6.2105 40%935.138.1192计算公式:Mc ρω=实验曲线分析:①“表面张力σ-浓度c 图”:当乙醇浓度不断增大,表面张力随之减小,二者成反比关系。
实验中的吸附作用表面张力的测定表面张力测定实验报告
实验中的吸附作用表面张力的测定表面张力测定实验报告实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期2011.9.14 一、实验目的1. 了解表面张力的性质,表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。
2. 掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。
二、实验原理1.Γ=﹣c/RT×(dσ/dc)T (以σ~c作图→以求出Γ)2.Γ=Γ∞×Kc/(1+Kc)c/Γ=c/Γ∞+1/KΓ求出Γ∞)3. S。
=1/Γ∞N A (以求出S。
)4. σ=K×ΔP 三、注意事项1. 测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过,而使压差计不稳定,如发生此种现象,毛细管应重洗。
2. 毛细管一定要保持垂直,管口刚好插到与液面接触。
∞(以c/Γ~c作图→以3. 在数字式微压差测量仪上,应读出气泡单个逸出时的最大压力差。
四、数据记录五、数据处理1.在25℃时σ3=71.97×10N/m ΔP=366Pa H2O﹣∴仪器常数K为∶K=2.由σ=K· P得∶H2OP=71.97 10N/m366Pa﹣3=1.97×10﹣43.溶液的表面张力σ与浓度c的关系曲线4.可求出各点的切线斜率(d)T﹐还可根据Γ=﹣c(d)T5.c与c的关系图6.直线斜率为9.8×104 L/(m·mol)1=9.8×104m2/mol﹣∴Γ∞=1.02×105mol/m27.S0=1 ·N=1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?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,不易观察出其最高点而引起的较大的误差。
2.哪些因素影响表面张力测定结果?如何减小以致消除这些实验的影响?答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
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。
物理化学实验报告-溶液表面张力的测定及等温吸附(2)
p最大 = p大气 − p系统 = ∆p
毛细管内气体压力必须高于大试管内液面上压力的附加压力以克服气泡的表面张力,此附加压力∆p与 表面张力γ成正比,与气泡的曲率半径R成反比,其关系式为:
2γ ∆p = R
如果毛细管半径很小,则形成的气泡基本上是球形的。随着气泡的形成曲率半径逐渐变小,直到形成
装
半球形。这时曲率半径R与毛细管内半径r相等,曲率半径达到最小值。
数字式微压差测量仪当表面张力仪的活塞使水缓慢下滴而减小系统压力这样毛细管内液面上受到一个比试管中液面上大的压力当此压力差在毛细管尖端产生的作用力稍大于毛细管管口液体的表面张力时气泡就从毛细管口逸出这一最大压力差可由数字式微压差测量仪测出
1.精密恒温水槽;2.带有毛细管的表面张力仪; 3.滴液漏斗;4.数字式微压差测量仪
答: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
装
验中应该注意。实验的数据处理也是很关键的一步,对测量结果有较大影响。
=
71.97 280.7
=
0.2564
mN
∙
m−1
∙
Pa−1
2. 求出各浓度正丁醇溶液的表面张力。
γ溶液 = K∆p溶液
表 1 正丁醇溶液表面张力的测定数据记录表
c mol ∙ L−1
0
0.02 0.04 0.06 0.09 0.12 0.16 0.2 0.24
∆pm1 Pa ∆pm2 Pa ∆pm3 Pa ∆pm Pa γ mN ∙ m−1
表面吸附量的测定
表面吸附量的测定表面吸附量的测定实验十九表面吸附量的测定1.为什么表面活性物质水溶液的表面张力随溶液浓度的变化而变化?2.用气泡最大压力法测表面张力时,为什么气泡必须均匀缓慢冒出?3.为什么毛细管端要刚好与液面接触?若毛细管端浸入溶液,则使最大压力差变大还使变小?为什么?4.毛细管常数如何测定?5.表面吸附量Γ的物理意义是什么?6.浓度为4.00×10-4 mol·L-1时的溶液表面吸附量如何得到?此表面吸附量的单位是什么?7.分析影响本实验结果的因素有哪些?1.用气泡最大压力法测定十六烷基三甲基溴化铵水溶液的表面张力。
从而计算溶液在某一浓度时表面吸附量Γ。
2.熟悉斜管压力计的使用方法。
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分子进入到溶液表面,使表面层的分子组成也发生了改变,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现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。
根据吉布斯吸附等温式Γ=-cdσ1dσ=- (1) RTdc2.303RTdlgc式中,Γ代表溶液浓度为c时的表面上溶质的吸附量(mol·m-2),c代表平衡时溶液浓度(mol·L-1),R为理想气体常数(8.314 J·mol-1·K-1),T为吸附时的温度(K)。
从(1)式可看出,在一定温度时,溶液表面吸附量与平衡时溶液浓度c和表面张力随浓度变化率dσ成正比关系。
dcdσ 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,此时溶液当dc当表面层浓度大于溶液内部浓度。
dσ>0时,Γ液表面层浓度小于溶液内部浓度。
溶液表面张力的测定及等温吸附
一、实验目的和要求1、加深理解表面张力、表面吸附等概念以及表面张力和吸附的关系。
2、掌握用最大气泡法测定溶液表面张力的原理和技术。
二、实验内容和原理最大气泡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。
气泡的半径在形成过程中先由大变小,然后再由小变大。
设气泡在形成过程中始终保持球形,则气泡内外的压力差△p (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之间的关系可又拉普拉斯(Laplace )公式表示,即2p r σ∆=(1)显然,在气泡形成过程中,气泡半径由大变小,再由小变大,所以压力差△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max p ∆。
因此max 2p R σ∆=(2)由此可见,通过测定R 与max p ∆,即可求得液体的表面张力。
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0σ的液体(如水、甘油等)作为参考液体,实验测得其对应的最大压力差为0,maxp ∆。
可得被测液体的表面张力σ1=σ2*(△p1/△p2)=K △p1 (3)本实验中用DMP-2B 型数字式微压差测量仪测量,该仪器可直接显示以Pa 为单位的压力差。
对纯溶剂而言,表面层与内部的组成是相同的,但对溶液来说却不然。
当加入溶质后,溶剂的表面张力会发生变化。
根据能量最低原则,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的大,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。
这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。
显然,在指定的温度和压力下,溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入溶质的量(即溶液的浓度)有关,从热力学方法可知它们间的关系遵守吉布斯吸附方程:(4)式中:Γ吸附量(mol/m2);σ为表面张力(N/m );T 为绝对温度;c 为溶液浓度(mol/m3);R 为气体常数,R=8.314J ·mol -1·K -1。
液体表面张力的测量预习报告
液体表面张力系数的测量实验液体沿表面总是存在着使液面紧张且向液体内收缩的力称为表面张力。
液体的许多现象,如毛细管现象、湿润现象、泡沫的形成等,都与表面张力有关。
表面张力系数是液体表面的重要力学性质:对于不同种类的液体,其表面张力不同,而对于同一种液体,其表面张力系数随着温度及其所含杂志的改变而增大或减小。
这些性质广泛应用于工业生产中,如浮法选矿、液体的传输技术、化工生产线的设计等等都要对液体的表面张力进行研究。
测定液体表面张力系数的方法很多。
常用的有拉脱法和毛细管升高法。
本次实验介绍用拉脱法测定液体表面张力系数。
一、实验目的1.用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法; 2.观察拉脱法测量表面张力的过程,并用物理学基本概念进行分析,加深对物理规律的认识;3.测量纯水和其它液体(如:甘油)的表面张力系数。
二、实验仪器实验仪器主要由液体表面张力系数测量实验仪主机以及实验装置以及镊子、砝码组成。
应用电脑采集测量时需要壹根串口转USB 连接线、电脑和采集软件,仪器装置见下图。
三、实验原理一个金属环固定在传感器上,将该环浸没于液体中,并渐渐拉起圆环,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为απ)(21D D f +=(1)式中: 1D 、2D 分别为圆环外径和内径,α为液体表面张力系数,g 为重力加速度,所以液体表面张力系数为:)](/[21D D f +=πα(2)实验中,液体表面张力可以由下式得到:B U U f /)(21-=(3)B 为力敏传感器灵敏度,单位V/N 。
1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉断时数字电压表的读数。
四、实验步骤1.连接硅压阻力敏传感器,并开机预热15~20分钟。
测量吊环内外直径,然后清洗玻璃器皿(盛装待测液体)和吊环,给实验装置加水(注意加水量不可过多,可以参考装置外壁加水刻度线);2.将吊环挂在力敏传感器的钩上,将力敏传感器转至水容器外部,这样取放砝码比较方便。
实验五溶液表面张力的测定
四、实验步骤: 实验步骤:
1、毛细管常数的测定: 按实验装置图装好仪器,打开恒温水浴,使其温度稳定于25℃。取一支 浸泡在洗液中的毛细管依,次用自来水,蒸馏水反复清洗若干次,同样把 玻璃套管也清洗干净,加上蒸馏水,插上毛细管,用套管下端的开关调节 液面恰好与毛细管端面相切,使样品在其中恒温10分钟。在分液漏斗中加 入适量的水并与吸滤瓶连接好,注意切勿使体系漏气。然后调节分液漏斗 下的活塞使水慢慢滴入吸滤瓶中,这时体系压力逐渐增加,直至气泡由毛 细管口冒出,细心调节出泡速度,使之在5-10秒钟内出一个。注意气泡爆 破前U型压力计两边的读数,并重复记录最高最低值三次,求平均值而得。 根据手册查出25℃时水的表面张力为=71.97×10-3N·m-1,以σ/△h =K求
1、测定不同浓度(c)正丁醇水溶液的表面张力(s)。 2、了解表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。 3、掌握一种测定表面张力的方法—最大气泡法。
二、实验原理: 验原理:
1.表面张力的概念:在表层中,由于表面分子 净受一个向内的拉力的作用使部分表面分子进入 到内部,使表面分子总数减少,因此,表层分子之间的距离加大,从而使 表面分子沿该方向上的引力增大,这就使得分子间产生一个相互收缩的力, 这个分子间相互作用收缩的力就称为表面张力。 2表面张力是液体的重要特性之一,与所处的温度、压力、液体的组成共存 的另一相的组成等有关。纯液体的表面张力通常指该液体与饱和了其自身 蒸气的空气共存的情况而言。
物理化学实验报告讲义溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定
实验33 溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定预习要求1. 液体表面张力的概念。
2. 溶质对溶液表面张力的影响的类型。
3. 测定表面张力在恒温槽中进行的原因。
4. 思考本实验中测标准样品的表面张力的目的。
实验目的1. 学习用最大气泡压力法测定溶液的表面张力。
2. 了解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.表面张力σ与溶液表面的过剩物质的量Γ表面张力,也称为比表面自由能,即单位表面积的表面分子比体相分子多余的能量。
表面张力是液体的重要特性之一,与温度、压力、组成和共存的另一相有关。
纯液体的体相与表面相的组成相同,因此在温度、压力不变时,纯液体降低表面张力的唯一途径是尽量缩小表面积。
而对溶液,溶质的种类和浓度都会影响表面张力。
溶质对溶液表面张力的影响有三种情况:①溶质浓度增加引起溶液表面张力增大;②溶质浓度增加引起溶液表面张力减小;③少量溶质使溶液的表面张力急剧减小,当达到某一临界浓度时,溶液的表面张力几乎不变,见图3-20。
根据能量最低原则,能降低溶液表面张力的物质,其在表面相的浓度必然大于在体相的浓度,否则反之。
这种表面相的浓度与体相浓度不同的现象,叫“吸附”。
在指定的温度和压力下,定量地描述这一规律的方程是Gibbs 等温吸附方程:()c RT c ΓTd d σ-= (3-35) 式中,Γ 为表面过剩物质的量(mol·m -2)。
对某些溶液(如电解质溶液),式中的浓度c 要用活度a 代换。
当(d σ/d c )T >0,Γ<0,称为负吸附(图3-20曲线①);当(d σ/d c )T <0,Γ>0,称为正吸附(曲线②③)。
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,然后依据式(3-35)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在一定温度下,若溶质在溶液表面是单分子层吸附,则表面过剩物质的量Γ与溶液浓度之间的关系可由Langmuir 等温式表示:Kc1Kc ΓΓ+=∞ (3-36) Γ∞ 为饱和表面过剩物质的量,K 为经验常数,与溶质的性质有关。
溶液中的吸附作用和表面张力的测定
溶液中的吸附作用和表面张力的测定——最大气泡压力法【摘要】本实验采用最大气泡压力法测定了一系列不同浓度的正丁醇溶液的表面张力,并根据Gibbs吸附公式和Langmuir等温方程式的到了表面张力与溶液吸附作用的关系,用作图法求出了正丁醇分子横截面积,从实验上进一步了解表面张力的性质以及表面张力和吸附的关系,并得到了一个测量表面张力的简单有效而又精确的方法。
【关键词】最大气泡法表面张力吸附作用一、前言正丁醇是一种表面活性物质,可以使溶液表面张力下降。
利用最大气泡压力法,可以测量出正丁醇溶液的表面张力。
根据表面张力与气泡压力的关系,由σ-c曲线可以求出溶液界面上的吸附量和单个正丁醇分子的横截面积(S)。
1、物体表面的分子和内部分子能量也不同,表面层的分子受到向内的拉力,有自动缩小的趋势,表面分子的能量比内部分子大。
体系产生新的表面(∆A)所需耗费功(W)的量,其大小应与∆A成正比。
在等温下形成1m2新的表面所需的可逆功为σ,称为单位表面的表面能,其单位为N·m-1,通常称为表面张力。
2、纯液体情形下,表面层的组成与内部的组成相同,因此液体降低体系表面自由能的途径是缩小其表面积。
对于溶液,溶质会影响表面张力,调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
根据能量最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大。
反之同理 。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
Gibbs 用热力学的方法推导出吸附与溶液的表面张力及溶液的Γ =Tc RT c ⎪⎭⎫⎝⎛-∂∂σ当()∂σ∂c T <0时,Γ >0,称为正吸附。
反之,()∂σ∂cT >0时,Γ <0,称为负吸附。
正丁醇溶液浓度极小时,溶质分子平躺在溶液表面上,当浓度增加到一定程度时,被吸附了的表面活性物质分子占据了所有表面形成了单分子的饱和吸附层。
在一定温度下,吸附量与溶液浓度之间的关系由Langmuir 等温方程式表示:ΓΓ=⋅+⋅∞K C K C 1 或 C C K ΓΓΓ=+∞∞1以CΓ~C 作图可得一直线,由直线斜率即可求出Γ∞。
最大泡压法测定溶液的表面张力
最大泡压法测定溶液的外表张力一、实验目的1.测定不同浓度正丁醇溶液的外表张力,计算吸附量。
2.了解气液界面的吸附作用,计算外表层被吸附分子的截面积及吸附层的厚度。
3.掌握最大气泡法(或扭力天平)测定溶液外表张力的原理和技术。
二、预习要求1.掌握最大气泡法(或扭力天平)测定外表张力的原理,了解影响外表张力测定的因素。
2.了解如何由外表张力的实验数据求分子的截面积。
3.掌握如何由实验数据计算吸附量。
三、实验原理从热力学观点来看,液体外表缩小是一个自发过程,这是使体系总自由能减小的过程,欲使液体产生新的外表ΔA,就需对其做功,其大小应与ΔA成正比:(1)如果ΔA为1m2,则-W′=σ是在恒温恒压下形成1m2新外表所需的可逆功,所以σ称为比外表吉布斯自由能,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,称为外表张力,其单位是N·m-1。
在定温下纯液体的外表张力为定值,当加入溶质形成溶液时,外表张力发生变化,其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。
根据能量最低原理,溶质能降低溶剂的外表张力时,外表层中溶质的浓度比溶液内部大;反之,溶质使溶剂的外表张力升高时,它在外表层中的浓度比在内部的浓度低,这种外表浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的外表吸附。
在指定的温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的外表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;σ为外表张力;C为吸附到达平衡时溶质在介质中的浓度。
当<0时,Г>0称为正吸附;当>0时,Г<0称为负吸附。
吉布斯吸附等温式应用范围很广,但上述形式仅适用于稀溶液。
引起溶剂外表张力显著降低的物质叫外表活性物质,被吸附的外表活性物质分子在界面层中的排列,决定于它在液层中的浓度,这可由图Ⅲ-23-1看出。
图Ⅲ-23-1中(1)和(2)是不饱和层中分子的排列,(3)是饱和层分子的排列。
表面张力及表面吸附量的测定
302
302
303
×10-6
5
20%
272
272
271
272
×10-6
6
25%
264
265
263
264
×10-6
7
30%
239
239
239
239
×10-6
8
40%
218
218
217
218
×10-6
9
0%〔水〕
534
535
533
534
/
/
计算公式:
Z=
σ0i-σi
2.质量分数与浓度转换:
ω乙醇
密度ρ/kg▪m-3
3.实验曲线:
浓度c/mol▪L-1
0%〔水〕
0
5%
10%
15%
20%
25%
30%
40%
计算公式:
实验曲线分析:
①“外表张力σ-浓度c图〞:当乙醇浓度不断增大,外表张力随之减小,二者成反比关系。
②“外表吸附量Γ-浓度c图〞mol▪L-1〔质量分数为20%〕时,外表吸附量出现最大值为
×10-6mol▪m-2。因为当乙醇的浓度较大时,乙醇和水有良好的互溶性,乙醇在液体外表的增加量就会小于其在液体内部的增加量,故液体外表与液体内部的乙醇含量的差值减少。
1.实验数据记录与处理表:
实验温度T=28℃
水的外表张力σ0▪m-1
序号
ω乙醇
最大压差Δp/Pa
仪器常数
K/m
σ/
N▪m-1
Z/
N▪m-1
Γ
mol▪m-2
1
2
3
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。
物理化学实验报告 G溶液表面吸附的测量
物理化学实验报告溶液表面吸附的测量姓名:学号:班号:指导老师:溶液表面吸附的测量一、实验目的1) 掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的原理和方法。
2) 根据吉布斯(Gibbs )吸附方程式,计算溶质(乙醇)在单位溶液表面的吸附量Γ,并作Γ-c 图。
二、实验原理在定温下,纯物质液体的表面层与本体(内部)组成相同,根据能量最低原理,为降低体系的表面吉布斯自由能,将尽可能地收缩液体表面。
对溶液则不同,加入溶质后,溶剂表面张力发生变化,根据能量最低原理,若加入的溶质能降低溶剂表面张力时,则溶质在表面层的浓度比在溶液本体的浓度大,反之,若溶质使溶剂表面张力升高,溶质在表面层的浓度小于在溶液本体中的浓度。
溶质在溶液表面层与在溶液本体中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附,即溶液借助于表面吸附来降低表面吉布斯自由能。
溶液表面吸附溶质的量Γ与表面张力σ、浓度c 有关,其关系符合Gibbs 吸附方程T cRT c )(∂∂-=Γσ (C22.1) 式中:Γ吸附量;c 溶液浓度;T 温度;R 气体常数;σ表面张力或表面吉布斯自由能。
T c)(∂∂σ表示在一定温度下,表面张力随浓度的变化率。
如果溶液表面张力随浓度增加而减小,即T c)(∂∂σ<0,则Γ>0,此时溶液中溶质在表面层中的浓度大于在溶液本体中的浓度,称为正吸附。
如果T c)(∂∂σ>0,则Γ<0,称为负吸附。
在一定温度下,测定不同浓度溶液的表面张力σ,以σ对c 作图,求不同浓度时的T c)(∂∂σ值。
由Gibbs 吸附方程求各浓度下的吸附量Γ。
求T c)(∂∂σ值,可以通过镜面法和平行线法,在曲线上做切线。
目前更好的方法是使用计算机处理数据,例如使用数据处理软件origin 或Excel 。
详细内容参见本书绪论部分。
测定液体表面张力的方法较多,如最大气泡压力法、滴体积法、毛细管升高法、环法等,本实验采用最大气泡压力法。
实验装置如图C22.1所示。
【清华】溶液表面张力的测定-预习报告
精品文档1实验 溶液表面张力的测定−−最大压力气泡法实验人姓名:张 晶 班级:环42 学号:2004010337 同组实验者姓名:周艺莹 实验日期:03/04/2006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. 掌握最大压力气泡法测定表面张力的原理和技术。
3. 计算表面吸附量和吸附质分子的截面积。
实验原理1. 表面张力在液体内部,任一分子受四周分子的吸引力是平衡的,但液体表面层的分子却要受到向内的拉力,因此要使液体的表面积增大,就必须反抗分子向内的拉力而作功,说明了分子在表面层内比在液体内部有较大的势能,这势能就是表面自由能。
在恒温、恒压及组成不变的条件下,使表面积可逆地增加dA ,体系自由能的增量dG 应等于环境对体系所做的表面功-δw ′即dG =-δw ′=σdA (1)式中σ为比例常数,其物理意义是在恒温恒压组成不变的条件下,增加单位表面积时引起体系自由能的增加值,因此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,其物理意义是沿着与表面相切的方向,垂直作用于表面单位长度上的力。
表面张力是液体的重要特性之一,它与所处的温度、压力、浓度以及共存的另一相的组成有关。
2. 溶液的表面吸附纯液体表面层的组成与内部组成相同,因此液体只能通过尽可能地缩小其表面以降低体系的表面自由能。
对于溶液,由于溶质能引起溶剂表面张力的变化,因此可通过调节溶质在表面层的浓度来降低表面能。
若溶质能降低溶剂的表面张力时,则表面层中溶质的浓度大于溶液内部溶质的浓度;反之,如果溶质能使溶剂的表面张力升高,,则表面层中溶质的浓度小于溶液内部溶质的浓度。
这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。
在一定的温度和压力下,吉布斯用热力学的方法推导出了溶液表面吸附量与溶液的表面张力和溶液浓度之间的关系,即Tdc d RT c ⎪⎭⎫⎝⎛σ-=Γ (2) 式中Γ为表面超量(mol ·m -2), σ为溶液的表面张力(J ·m -2),T 为热力学温度(K ),c 为溶液的浓度(mol ·dm -3),R 为气体常数。
表面张力的测定实验报告
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称:溶液表面张力的测定(1)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、学习使用Matlab 处理实验数据(2) 实验原理1、 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,这是使体系总的自由能减小的过程。
如欲使液体产生新的表面A ∆,则需要对其做功。
功的大小应与A ∆成正比:-W=σA ∆2、 溶液的表面吸附:根据能量最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大,反之,溶质使溶液的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
显然,在指定温度和压力下,吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。
Gibbs 用热力学的方法推导出它们间的关系式 T cRT c )(∂∂-=Γσ(1)当0<⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tc σ时,Γ>0,溶质能减少溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度,称为正吸附,此类物质叫表面活性物质。
(2)当0>⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tc σ时,Γ<0,溶质能增加溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度小于内部的浓度,称为负吸附,此类物质叫非表面活性物质。
由Tc RT c )(∂∂-=Γσ可知:通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。
3、 饱和吸附与溶质分子的横截面积:吸附量Γ浓度c 之间的关系,有Langmuir等温方程式表示:cK cK ·1·+Γ=Γ∞4、 最大泡压法:(3) 实验装置与流程:将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编号顺序添入图下面相应位置:图11-4最大气泡法测表面张力装置1. 恒温套管 2. 毛细管 3.数字式微压差测量仪 4. 滴液瓶 5. 烧杯 6.连接橡皮管(4) 简述实验所需测定参数及其测定方法:1、测定各浓度试剂在25℃的压强,2、根据s/DP=K ,可用蒸馏水的压强差求出K 值,也就是毛细管常数。
物化实验报告-表面张力的测定
溶液中的吸附作用和表面张力的测定一、实验目的1、 掌握最大气泡法和滴重法测定表面活性物质正丁醇的表面张力, 并且利用Gibbs 吸附公式和Langmuir 吸附等温式测定正丁醇分子的横截面积。
训练学生利用毛细管和数字式微压测量仪以及滴重管测定表面张力的方法, 并通过曲线及直线拟合处理得到不同数据。
培养学生在实验中严谨的实验作风和态度, 并对学生的科研兴趣进行初步的指导。
二、实验原理物体表面分子和内部分子所处的境遇不同, 表面层分子受到向内的拉力, 所以液体表面都有自动缩小的趋势。
如果把一个分子由内部迁移到表面, 就需要对抗拉力而做功。
在温度、压力和组成恒定时, 可逆地表面增加 所需对体系做的功, 叫表面功, 可以表示为:W dA δσ'-=式中σ为比例常数。
σ在数值上等于当T 、p 和组成恒定的条件下增加单位表面积所必须对体系做的可逆非膨胀功, 也可以说是每增加单位表面积时体系自由能的增加值。
环境对体系作的表面功转变为表面层分子比内部分子多余的自由能。
因此, σ称为表面自由能, 其单位是焦耳每平方米(J/m2)。
若把σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力, 通常称为表面张力。
从另外一方面考虑表面现象, 特别是观察气液界面的一些现象, 可以觉察到表面上处处存在着一种张力, 它力图缩小表面积, 此力称为表面张力, 其单位是牛顿每米(N/m )。
表面张力是液体的重要特性之一, 与所处的温度、压力、浓度以及共存的另一相的组成有关。
纯液体的表面张力通常是指该液体与饱和了其本身蒸气的空气共存的情况而言。
2、 纯液体表面层的组成与内部层相同, 因此, 液体降低体系表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。
对于溶液则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。
根据能量最低原则, 溶质能降低溶剂的表面张力时, 表面层中溶质的浓度应比溶液内部来得大。
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来得低, 这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫“吸附”。
实验五 表面张力及表面吸附量的测定 预习
实验五表面张力及表面吸附量的测定一.实验目的(1)测定不同浓度的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。
(2)了解表面张力的性质及表面张力和吸附量的关系。
(3)掌握最大泡压法测定溶液表面张力和表面吸附量的原理。
二.实验原理(一)表面张力及其影响因素在一个液体的内部,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分子的吸引另一方面受到液体外部气体分子的吸引,而且前者的作用力比后者大。
因此在液体表面表面层中,每个分子都受到垂直于并指向液体内部的不平衡力。
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△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。
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。
如欲使液体表面面积增加ΔS时,所消耗的可逆功A应该是:-A=ΔG=γΔS (1)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。
(二)表面吸附和吉布斯吸附等温式在纯液体情形下,表面层的组成与内部的组成相同,因此液体降低体系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。
根据能量最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大,反之,溶质使溶液的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验五表面张力及表面吸附量的测定
一.实验目的
(1)测定不同浓度的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。
(2)了解表面张力的性质及表面张力和吸附量的关系。
(3)掌握最大泡压法测定溶液表面张力和表面吸附量的原理。
二.实验原理
(一)表面张力及其影响因素
在一个液体的内部,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分子的吸引另一方面受到液
体外部气体分子的吸引,而且前者的作用力比后者大。
因此在液体表面表面层中,每个分子都受到垂直于并指
向液体内部的不平衡力。
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△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。
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。
如欲使液体表面面积增加ΔS时,所消耗的可逆功A应该是:
-A=ΔG=γΔS (1)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。
(二)表面吸附和吉布斯吸附等温式
在纯液体情形下,表面层的组成与内部的组成相同,因此液体降低体系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。
根据能量最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大,反之,溶质使溶液的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
显然,在指定温度和压力下,吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。
Gibbs用热力学的方法推导出它们间的关系式
Γ =T
c RT c ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂σ (2) 式中:Γ为吸附量(mol.m -1);γ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 -1·mol -1)。
( )T 表示在一定温度
下表面张力随溶液浓度而改变的变化率。
如果γ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γ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。
表面活性物质具有显著的不对称结构,它是由亲水的极性部分和憎水的非极性部分构成。
对于有机化合物来说,表面活性物质的极性部分一般为-NH 3+,-OH ,-SH ,
-COOH ,-SO 2OH 。
而非极性部分则为RCH 2-。
正丁
醇就是这样的分子。
在水溶液表面的表面活性物质
分子,其极性部分朝向溶液内部,而非极性部分朝
向空气。
表面活性物质分子在溶液表面的排列情形
随其在溶液中的浓度不同而有所差异。
当浓度极小
时,溶质分子平躺在溶液表面上,如图(a ),浓度
逐渐增加,分子排列如图(b ),最后当浓度增加到
一定程度时,被吸附了的表面活性物质分子占据了
所有表面形成了单分子的饱和吸附层如图(c )。
乙醇是一种表面活性物质,其水溶液的表面张力和浓度关系见图中的σ-c 曲线,在σ-c 曲线上作不同浓度c 时的切线,把切线的斜率B (()∂σ∂c
T )代入Gibbs 吸附公式,可以求出不同浓度时气-液界面上的吸附量Γ。
在一定温度下,吸附量与溶液浓度之间的关系由Langmuir 等温方程式表示:
ΓΓ=⋅+⋅∞K C K C
1 (3) Γ∞为饱和吸附量,K 为经验常数,与溶质的表面活性大小有关。
将(3)式化成直线方程,则 C C K ΓΓΓ=+∞∞
1 (4) 图11-
2 不同浓度时,溶质分子在溶液表面的排列情况
若以C Γ
~C 作图可得一直线,由直线斜率即可求出Γ∞。
假设在饱和吸附情况下,乙醇分子在气-液界面上铺
满一单分子层,则可应用下式求得乙醇分子的横截面积
S 0。
S N 01=∞Γ~ (5) 式中,~N -阿佛加德罗常数。
(三) 最大气泡压力法
1、恒温套管。
2、毛细管(r 在0.15~0.2mm )
3、数字式微压差测量仪
4、分液漏斗。
5、塑料烧杯。
6、连接橡皮管。
将欲测表面张力的液体装于支管试管5中,使毛细管6的端面与液面相切,液面即沿着毛细管上升,打开滴液漏斗2的活塞进行缓慢抽气,此时由于毛细管内液面上所受的压力(p 大气)大于支管试管中液面上的压力 (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Δp ,因此有下述关系:
p 大气=p 系统+Δp
p =p 大气-p 系统 (6)
附加压力Δp 和溶液的表面张力γ成正比,与气泡的曲率半径R 成反比,其关系式为
Δp =2γ/R (7)
若毛细管管径较小,则形成的气泡可视为是球形的。
气泡刚形成时,由于表面几
乎是平的,所以曲率半径只极大;当气泡形成半球形时,曲率半径只等于毛细管管径
溶液的表面张
力
与浓度的关系
图
图11-4最大气泡法测表面张力装置
r,此时R值为最小;随着气泡的进一步增大,只又趋增大(见图2所示),直至逸出液面。
根据(4)式可知,当R=r时,附加压力最大,为
Δp=2γ/r (8) 这最大附加压力可由数字式微压差测量仪上读出。
图2-2气泡形成示意图
在实验中,若使用同一支毛细管和压力计,则r是一个常数。
如果将已知表面张力的液体作为标准,由实验测得其Δp后,就可求出r。
然后只要用这一仪器测定其他液体的Δp值,通过(8)式计算,即可求得各种液体的表面张力γ。
三.仪器和试剂
(1)仪器
表面压力测定装置(包括带恒温夹套的具支试管,毛细管,液滴漏斗,广口瓶,数字微压差仪),超级恒温槽,烧杯。
(2)试剂
乙醇的质量分数分别为5%,10%,15%,20%,25%,30%,40%的乙醇水溶液。
四.实验步骤
(1)用称量法配制的5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%乙醇水溶液100ml 待用。
(2)仪器常数的测定。
在具支试管中加入适量重蒸馏水,调节液面使其恰好与毛细管口相切,恒
温数分钟。
打开广口瓶塞使得广口瓶也即毛细管内通大气,将微压差仪置
零,置零后重新塞紧瓶塞。
打开滴液漏斗逐滴滴液使毛细管内缓缓加压,
气泡从毛细管口溢出,控制气泡溢出速度约5~10s一个,读取微差压仪所
示的最大压差,重测三次求平均。
(3)不同浓度乙醇水溶液表面张力的测定。
同上。
(4)洗净具支试管和毛细管,复测重蒸馏水的表面张力,再与开始所测水的表面张力值比较,并加以分析。
五.数据记录
原始数据记录表:
六.注意事项
(1)测定用的毛细管一定要先洗干净,否则气泡可能不能连续稳定地通过,而使压力计的读数不稳定。
(2)毛细管一定要垂直,管口要和液面刚好接触相切,各次测量相切程度应该尽量相同。
(3)毛细管半径不能太大或者太小。
(4)表面张力和温度有关,因此要等溶液恒温后再测量。
(5)控制好出泡速度,读取压力计的压力差时,应取气泡单个逸出时的最大压力差。