溶液表面张力的测定(拉环法.doc
拉脱法液体表面张力系数的测定-1
液体表面张力系数的测定生活中有许多物理现象都与液体的表面张力有关。
比如,下过雨后,树叶、草地的小水珠都接近于球形;非常扁的物体如硬币可以浮在水面上;一些昆虫可以在水面上行走等等。
液体的表面张力实质上是分子间相互作用力的表现。
由于液体上方的气相层内的分子数很少,液体表面层(其厚度为分子的作用半径,约为10-7mm )内的分子受到向上的引力比向下的引力小,产生一个垂直于液体并指向液体内部的合力,即表面分子有从液面挤入液体内部的倾向。
因此,液体具有尽可能缩小其表面的趋势。
宏观上液体表面像一张拉紧了的弹性膜。
设想在液面上划一直线,表面张力的作用就表现为直线两旁的液面以一定的拉力相互作用。
拉力f 存在于表面层,方向恒与直线垂直,大小与直线的长度L 成正比,即f =αL 。
式中,比例系数α称为液体的表面张力系数,其单位为N/m ,表示单位长度的直线两旁液面之间的表面张力。
表面张力是液体的重要性质之一,在工业技术上,如结晶、焊接、浮选技术、电镀技术、铸造成型等方面都涉及到对液体表面张力的应用和研究。
测定液体表面张力系数的方法很多,常用的有拉脱法、毛细管法、滴重法和最大泡压法。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
【目的与要求】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. 观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。
3. 测量纯水和其它液体的表面张力系数。
4. 测量液体的浓度与表面张力系数的关系(如酒精不同浓度时的表面张力系数)。
【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mV/N 。
表面张力系数的测定(拉脱法)
表面张力系数的测定(拉脱法)一、实验目的:1、用拉脱法测量室温下水的表面张力系数2、学习约利秤的使用方法二、实验仪器和用具:约利秤、金属框、砝码、玻璃皿、温度计、游标卡尺、蒸馏水等。
三、实验原理:设在力F 作用下弹簧伸长L ,根据胡克定律可知:F=KL 式中K 为弹簧的倔强系数。
液体表面如同紧张的弹性薄膜,都有收缩的趋势,所以液滴总是趋于球形。
这说明液体表面存在一种张力,它不是弹性形变引起的,被称为表面张力。
假设在液面上有一长度为L 的线段,则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力F 相互作用,而且力的方向与线段垂直,其大小与线段L 成正比,即F=TL ,T 为液体表面张力系数。
将一金属框细线浸入水中后慢慢地将其拉出水面,在细线下面将带起一水膜,当水膜刚被拉断时,则有:①F=W+·TL+Ldh ρg F :向上的拉力 W :金属框的重力和所受浮力之差L :金属线的长度 d :细线的直径,即水膜的厚度 h :水膜被拉断时的高度ρ:水的密度 g :重力加速度 Ldh ρg :水膜的重量,由于细线的走私很小,所以这项值不大。
由于水膜有前后两面,所以上式中的表面张力为2TL 。
从式①可得:Lg Ldh W F T 2)(ρ--=四、实验内容1、测量弹簧的劲度系数K将弹簧挂在约利秤上,调节支架的底脚螺旋,使M 穿过G 的中心,这时弹簧将与A 柱平行。
在秤盘F 上加1.00克砝码,旋转E 使弹簧上升,直至三线重合为止。
这时用游标读出标尺值L ,以后每加0.5 克砝码记一次L 值,直至加到3.5克时再逐渐减下来,用分组求差法,将多次测得数据取平均值,求出倔强系数K 值。
2、测(F-W )值将盛有洁净水的玻璃皿置于平台H 上,使金属框浸入水中,调节M ,使其刻线位于零点稍下方。
用一只手慢慢调节E ,使弹簧向上伸长,另一只手慢慢调节S ,使玻璃皿下降。
要求在这过程,G 始终停在零点不动。
当金属框刚好达到水面时,记下旋钮S 的位置S 1,继续转动E 和S ,直至水膜被破坏时为止,记下B 上标尺读数L 1(用游标读到0.1mm )和旋钮S 的位置S 2。
实验表面张力的测定1(精)
实验液体表面张力的测定-------拉环法测定溶液的表面张力一、实验目的1.掌握拉环法表面张力仪测定表面张力的原理和技术。
2.通过对不同浓度待测溶液表面张力的测定,加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量的关系的理解。
3.了解影响表面张力的因素。
二、实验设备界面张力仪一套(JZHY-180型) 移液管待测溶液容量瓶酒精灯或铬酸溶液滤纸烧杯三、实验原理拉环法是应用相当广泛的方法,它可以测定纯液体及溶液的表面张力,也可以测定液体的界面张力.界面张力仪是一种用物理方法测试液体的表面和液体与液体之界面张力的仪器.当铂金环与液面接触后,再慢慢向上提升,则因液体表面张力的作用而形成一个液体的圆柱,如图所示,这时向上的总拉力p将与此液柱的质量相等,也与内外两边的表面张力之和相等,即W=mg=2πσ'R+2πσ('R+2r)= 4πσ('R+r)= 4πσR(1) 式中: m为液柱的质量; 'R为环的内半径; r为环丝半径;R为环的平均内径,即R='R+r; σ为液体的表面张力但(1)式是理想的情况,与实际不相符合,因为被拉起的液体并非是圆柱形的,而是如图所示.实验证明,环拉起的液体的形状是R3/V和R/r的函数,同时也是表面张力的函数.因此式(1)必须乘以一个校正因子F才能得到正确的结果.σ=MF式中,M为膜破裂时刻度盘读数,mN/m.2=+-+-F M C D d R r0.072500.01452/(())0.04534 1.679/(/)M: 显示的读数指mN/m C: 环的周长R: 环的半径D: 下相密度d: 上相密度r: 铂金丝的半径在此实验中C=6.00cm R=0.955cm r=0.03cmD为液体的密度d是气体的密度所以调整因子简化为0.07250F=四、实验步骤1. 配置0.50mo l L-1和0.60mo l L-1正丁醇水溶液各100ml.然后,再利用已配置好的这两个浓溶液配置下列浓度的稀溶液各50ml: 0.02mo l·L-1、0.05mo l·L-1、0.10mo l·L-1、0.20mo l·L-1、0.30mo l·L-1、0.40mo l·L-1.2. 将界面张力仪放在不振动且平稳的地方,然后调到水平状态.3. 将铂金环和玻璃杯进行清洗,去除掉污垢和杂质.4. 用少量待测溶液倘洗玻璃杯,然后将待测溶液注入玻璃杯中,深度约为20~25mm,并将玻璃杯置于样品座上。
实验表面张力的测定1(精)
实验液体表面张力的测定-------拉环法测定溶液的表面张力一、实验目的1.掌握拉环法表面张力仪测定表面张力的原理和技术。
2.通过对不同浓度待测溶液表面张力的测定,加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量的关系的理解。
3.了解影响表面张力的因素。
二、实验设备界面张力仪一套(JZHY-180型) 移液管待测溶液容量瓶酒精灯或铬酸溶液滤纸烧杯三、实验原理拉环法是应用相当广泛的方法,它可以测定纯液体及溶液的表面张力,也可以测定液体的界面张力.界面张力仪是一种用物理方法测试液体的表面和液体与液体之界面张力的仪器.当铂金环与液面接触后,再慢慢向上提升,则因液体表面张力的作用而形成一个液体的圆柱,如图所示,这时向上的总拉力p将与此液柱的质量相等,也与内外两边的表面张力之和相等,即W=mg=2πσ'R+2πσ('R+2r)= 4πσ('R+r)= 4πσR(1) 式中: m为液柱的质量; 'R为环的内半径; r为环丝半径;R为环的平均内径,即R='R+r; σ为液体的表面张力但(1)式是理想的情况,与实际不相符合,因为被拉起的液体并非是圆柱形的,而是如图所示.实验证明,环拉起的液体的形状是R3/V和R/r的函数,同时也是表面张力的函数.因此式(1)必须乘以一个校正因子F才能得到正确的结果.σ=MF式中,M为膜破裂时刻度盘读数,mN/m.F=0.07250M: 显示的读数指mN/m C: 环的周长R: 环的半径D: 下相密度d: 上相密度r: 铂金丝的半径在此实验中C=6.00cm R=0.955cm r=0.03cmD为液体的密度d是气体的密度所以调整因子简化为0.07250F=四、实验步骤1. 配置0.50mo l L-1和0.60mo l L-1正丁醇水溶液各100ml.然后,再利用已配置好的这两个浓溶液配置下列浓度的稀溶液各50ml: 0.02mo l·L-1、0.05mo l·L-1、0.10mo l·L-1、0.20mo l·L-1、0.30mo l·L-1、0.40mo l·L-1.2. 将界面张力仪放在不振动且平稳的地方,然后调到水平状态.3. 将铂金环和玻璃杯进行清洗,去除掉污垢和杂质.4. 用少量待测溶液倘洗玻璃杯,然后将待测溶液注入玻璃杯中,深度约为20~25mm,并将玻璃杯置于样品座上。
(整理)溶液表面张力的测定(拉环法)
溶液表面张力的测定(拉环法)一实验目的(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,掌握拉环法测定表面张力的原理和技术。
二实验原理(1)表面张力在温度、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)。
位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量称为比表面自由能。
比表面和表面张力在数值和量纲上一致,故常用表面张力度量比表面自由能。
(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= -(dγ/dc)T(c/RT)其中Γ为溶质的表面超额,c 为溶质的浓度,γ为溶液的表面张力a若dγ/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。
b若dγ/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:S B = 1/(Γ∞L) L=6.02×1034(4)吊环法测表面张力的原理测表面张力的方法很多,有毛细管上升法,滴重法,最大气泡压力法,吊环法等。
吊环法是将吊环浸入溶液中,然后缓缓将吊环拉出溶液,在快要离开溶液表面时,溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜,随着吊环被拉出液面,溶液的表面张力将阻止吊环被拉出,当液膜破裂时,吊环的拉力将达到最大值。
实验九(a)液体表面张力系数的测定(用拉脱法)
实验九(a)液体表面张力系数的测定(用拉脱法)实验目的1.使用拉脱法测定室温下水的张力系数。
2.学会使用焦利氏秤测量微小力的方法。
实验仪器焦利氏秤,砝码,烧杯,温度计,酒精灯,蒸馏水,游标卡尺。
焦利氏秤是本实验所用主要仪器,它实际上是一个倒立的精密的弹簧秤。
如图所示。
仪器的主要部分是一空管立柱A和套在A内的能上下移动的金属杆B,B上有毫米刻度,其横梁上挂有一弹簧D,A上附有游标C和可以移动的平台H(H固定后,通过螺丝S 微调上下位置),G为十字线,M为平面镜,镜面有一标线,F为砝码盘。
实验时,使十字线G的位置不变。
转动旋钮E可控制B和D的升降,从而拉伸弹簧,确定伸长量,根据胡克定律可以算出弹力的大小。
焦利氏秤上常附有三种规格的弹簧。
可根据实验时所测力的最大数值及测量精密度的要求来选用。
实验原理实验内容1.按照如图3-9a-1所示安装好仪器,挂好弹簧,调节三脚底座上的螺丝,使金属管A、竖直弹簧D互相平行,转动旋钮E使三线对齐,读出游标0线对应在B杆上刻度的数值L0。
2.测量弹簧的倔强系数K。
依次将质量为1.0g,2.0g,3.0g,…9.0g的砝码加在下盘内。
转动旋钮E,每次都重新使三线对齐,分别记下游标0线所指示在B杆上的读数L1、L2、…L9,用逐差法求出弹簧的倔强系数。
K1=5g/(L5-L0)、K2=5g/(L6-L1)、K3=5g/(L7-L2)、K4=5g/(L8-L3)、K5=5g/(L9-L4),-9a-5)3.测(F-mg)值。
将金属片(常用金属丝U形框)仔细擦洗干净,此时再放在酒精灯上烘烤一下,然后把它挂在砝码盘F下端的一个小钩子上,转动旋钮E使三线对齐,记下此时游标0线指示B杆上读数S0。
把装有蒸馏水的烧杯置于平台H上,调节平台位置,使金属片浸入水中,转动H下端旋钮S使H缓缓下降,由于水的表面张力作用,上面已调好的三线对齐状态受到破坏,需要重新调整使三线对齐。
然后再使H下降一点,重复刚才的调节,直到H稍微下降,金属片脱出液面为止,记下此时游标0线所指示的B杆上读数S,算出(S-S0)值,即为在表面张力作用下,弹簧的伸长量,重-9a数据处理自拟表格记录数据,并根据公式求出水的表面张力系数α的值。
溶液表面张力的测定
可编辑实验二十六 溶液表面张力的测定(一) 最大气泡法【目的要求】1. 掌握最大气泡法(或扭力天平)测定表面张力的原理,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及吸附层的厚度。
【实验原理】1. 溶液中的表面吸附从热力学观点来看,液体表面缩小是一个自发过程,这是使体系总自由能减小的过程,欲使液体产生新的表面ΔA ,就需对其做功,其大小应与ΔA 成正比:-W ′=σ·ΔA (1)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。
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,表面张力发生变化,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:T C RT C Γ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=d d σ (2) 式中,Г为溶质在表层的吸附量;σ为表面张力;C 为吸附达到平衡时溶质在介质中的浓度。
当 TC ⎪⎭⎫ ⎝⎛d d σ<0时,Г>0称为正吸附;当 T C ⎪⎭⎫ ⎝⎛d d σ>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。
引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质,被吸附的表面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2-26-1看出。
图2-26-1 被吸附的分子在界面上的排列图可编辑图2-26-1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。
溶液表面张力的测定
溶液表面张力的测定一、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、在一定温度下纯液体的表面张力为定值,当加入溶质形成溶液时,表面张力发生变化,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,溶质能降低溶剂的表面张力时,表面层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所示:图1、最大气泡压力法测量表面张力的装置示意图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。
溶液表面张力的测定
大学化学基础实验II实验报告课程名称:有机化学实验实验名称:溶液表面张力的测定姓名:张玉学号:1108110191专业:化学工程与工艺班级:化工113实验日期:5/28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。
实验原理从热力学观点来看,液体表面缩小是一个自发过程,这是使体系总自由能减小的过程,欲使液体产生新的表面ΔA,就需对其做功,其大小应与ΔA成正比:' (1)W∆A=-σσ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。
在一定温下,纯液体的表面张力为定值。
当加入溶质形成溶液时,表面张力发生变化,其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。
(2)式中,Г为溶质在表层的吸附量,其单位为mol m2;σ为表面张力;C为吸附达到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。
图4-22 表面张力和浓度关系图如果在恒温下绘成曲线σ=f(C)(表面张力等温线),当C增加时,σ在开始时显著下降,而后下降逐渐缓慢下来,以至σ的变化很小,这时σ的数值恒定为某一常数(见图4-22)。
利用图解法进行计算十分方便,如图4-22所示,经过切点a作平行于横坐标的直线,交纵坐标于b′点。
以Z表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离,根据导数的几何意义有:T dC d C Z )(σ-= RT Z C RT C T =∂∂-=Γ)(σ2、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,使E 管的端面与液面相切,液面即沿毛细管上升,若从毛细管口鼓出气泡,毛细管内液面上受到一个比A 瓶中液面上大的压力,当此压力差—附加压力(Δp =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口液体的表面张力时,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:(4)式中,Δp 为附加压力;σ为表面张力;R 为气泡的曲率半径。
溶液表面张力的测定拉环法
溶液表面张力的测定(拉环法)一实验目的(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,掌握拉环法测定表面张力的原理和技术。
二实验原理(1)表面张力在温度、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)。
位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量称为比表面自由能。
比表面和表面张力在数值和量纲上一致,故常用表面张力度量比表面自由能。
(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= -(dγ/dc)T(c/RT)其中Γ为溶质的表面超额,c 为溶质的浓度,γ为溶液的表面张力a 若dγ/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。
b 若dγ/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:S B = 1/(Γ∞L) L=6.02×1034(4)吊环法测表面张力的原理测表面张力的方法很多,有毛细管上升法,滴重法,最大气泡压力法,吊环法等。
吊环法是将吊环浸入溶液中,然后缓缓将吊环拉出溶液,在快要离开溶液表面时,溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜,随着吊环被拉出液面,溶液的表面张力将阻止吊环被拉出,当液膜破裂时,吊环的拉力将达到最大值。
实验1 拉膜法测定液体表面张力系数(309)
实验1 拉膜法测定液体表面张力系数(309)一.引言很多现象表明,液体表面具有收缩到尽可能小的趋势。
从微观角度看,液体表面是具有厚度为分子吸引力有效半径(约nm 1m 109=-)的薄层,称之为表面层。
处于表面层内的分子较之液体内部的分子缺少了一部分能和它起吸引作用的分子,因而出现了一个指向液体内部的吸引力。
使得这类分子有向液体内部收缩的趋势。
从能量观点看,任何内部分子欲进入表面层都要克服这个吸引力而作功。
可见,表面层有比液体内部更大的势能,即所谓表面能,表面积越大、表面能也越大。
如所周知,任何体系总以势能最小的状态最为稳定。
所以,液体要处于稳定,液面就必须缩小,以使其表面能尽可能减小,宏观上就表现为液体表面层的张力,称为表面张力。
液体因表面张力而收缩的事实,说明表面张力是与液体表面相切的,也就是沿液体表面而作用的,其方向不论在平面或曲面里,都与液面的边界垂直。
如果在液体表面想像地画一根直线,则表面张力的作用就表现为线段两边的液面以一定的拉力αF 相互作用,而且力的方向与线段相垂直,其大小与该线段之长度L 成正比。
即:L F αα= (24.1) 其中,比例系数α称为液体的表面张力系数,它表示单位长度的线段两侧液面的相互拉力。
其单位为:1m N -⋅。
当液体表面与其蒸汽或空气相接触时,表面张力仅与液体本身的性质及其温度有关。
各种液体,其α的数值可以很不相同:密度小、容易蒸发的液体,其α较小;而熔融金属的α则很大。
在一般情况下,同种液体温度愈高,α愈小。
另外,α的大小还与其相邻物质的化学性质有关,与液体本身的纯度也有很大关系,某些杂质能使α增大,而表面活性物质则能使表面张力系数减小。
液体与固体相接触时的情况,不仅取决于液体自身的内聚力,而且取决于液体分子与其接触的固体分子之间的吸引力(称为附着力)。
当内聚力大于附着力时,液面与自由液面相似,有收缩的取向。
这时,接触角(与固体接触处液体表面的切线和固体表面指向液体内部的切线间的夹角)2/π>β,则称液体不润湿该固体;反之,当附着力大于内聚力时,2/π<β,液体就润湿该固体。
溶液表面张力的测量
溶液表面张力的测量一、实验目的与要求1.掌握最大气泡压力法测量溶液表面张力的原理和技能。
2.通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测量,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
二、实验原理在液体内部,任何分子周围的吸引力是平衡的,而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,另一方面受到液体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。
这种吸引力使表面上的分子向内挤,促成液体的最小表面积。
要使液体的表面积增大,就必须反抗分子的内向力而做功,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1㎡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·㎡;而把液体限制其表面及试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。
如欲使液体表面积增加△A时,所消耗的可逆功W应该是-W=△G =σ·△A液体的表面张力σ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。
对于纯溶剂而言,其表面层与内部的组成是相同的,但对于溶液来说则不然。
当加入溶质后,溶剂的表面张力要发生变化。
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,那么溶液在表面层中的浓度应比溶液内部的浓度低。
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。
在一定的温度和压力下,溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入的溶质量有关,它们之间的关系可用吉布斯吸附等温式表示Tc RT c ⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−=Γσ 11-1 式中:Γ—吸附量,mol ·m -2;σ—表面张力,N ·m -1; c—溶液浓度,mol ·L -1。
溶液表面张力的测量
溶液表面张力的测量一、实验目的与要求1.掌握最大气泡压力法测量溶液表面张力的原理和技能。
2.通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测量,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
二、实验原理在液体内部,任何分子周围的吸引力是平衡的,而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,另一方面受到液体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。
这种吸引力使表面上的分子向内挤,促成液体的最小表面积。
要使液体的表面积增大,就必须反抗分子的内向力而做功,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1㎡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·㎡;而把液体限制其表面及试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。
如欲使液体表面积增加△A时,所消耗的可逆功W应该是-W=△G =σ·△A液体的表面张力σ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。
对于纯溶剂而言,其表面层与内部的组成是相同的,但对于溶液来说则不然。
当加入溶质后,溶剂的表面张力要发生变化。
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,那么溶液在表面层中的浓度应比溶液内部的浓度低。
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。
在一定的温度和压力下,溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入的溶质量有关,它们之间的关系可用吉布斯吸附等温式表示Tc RT c ⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−=Γσ 11-1 式中:Γ—吸附量,mol ·m -2;σ—表面张力,N ·m -1; c—溶液浓度,mol ·L -1。
实验二十 溶液表面张力的测定
《大学化学基础实验2》实验报告实验名称:溶液表面张力的测定专业:环境科学班级:学号:学生姓名:岳先会指导教师:__________谭蕾_______实验日期:______2014.5.22____一、实验名称溶液表面张力的测定二、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、测定不同浓度的正丁醇溶液的表面张力。
三、反应原理1、从热力学观点来看,液体表面缩小是一个自发过程,是使体系总自由能减小的过程。
欲使液体产生新的表面ΔA,就要对其做功,其大小与ΔA成正比:-W´=σΔA (1)Σ为作用在街面上每单位长度边缘上的力,称为表面张力,单位是N·m-1.一定温度下,表面张力为定值,随着加入溶质的量不同,所形成的溶液的表面张力也不同。
能使溶剂表面张力显著降低的物质称为表面活性剂。
通常这类物质的分子中同时含有极性基团和非极性基团。
它们在溶液中的浓度,浓度很小时,溶质分子近于躺在在溶液表面上。
随着表面活性物质的分子在界面上排列愈加紧密,此界面的表面张力也就逐渐减小。
2、最大泡压法测定表面张力从浸入液面下的毛细管端鼓出空气炮时,需要高于外部大气压的附加压力以克服气泡的表面张力,次附加压力与表面张力成正比,与气泡的曲率半径成反比,其关系为:Δp=2σ/R (2)式中,Δp 为附加压力;σ为表面张力;R 为曲率半径。
当气泡开始形成时,液面较平,可视为曲率半径较大的球面。
随着气泡的形成,曲率半径逐渐变小,直到形成半球形。
此时曲率半径R 和毛细管半径r 相等,曲率半径达到最小值。
根据(2)式,这是附加压力达到最大值,气泡进一步变大,R 变大,附加压力则变小,知道气泡逸出。
R=r 时,最大附加压力为:Δp 最大=2σ/r 或 σ=r Δp 最大/2 (3)对于同一毛细管,其r/2为一常数,用k 表示,则表面张力σ可按(4)式计算:σ=kp 最大 (4)其中k 值可根据实验,通过测定一已知表面张力的物质Δp 最大本实验选择的已知物为水,则 (水)水最大p k ∆=)(σ (5)四、实验仪器及其材料表面张力管1支;表面张力教学试验仪(DMPY-2C )1台;鼓泡毛细管1支;滴液漏斗1个;10ml 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。
用拉脱法测定液体的表面张力系数实验
实验二、用拉脱法测定液体的表面张力系数液体表层厚度约m 1010-内的分子所处的条件与液体内部不同,液体内部每一分子被周围其它分子所包围,分子所受的作用力合力为零。
由于液体表面上方接触的气体分子,其密度远小于液体分子密度,因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多,也就是说所受的合力不为零,力的方向是垂直与液面并指向液体内部,该力使液体表面收缩,直至达到动态平衡。
因此,在宏观上,液体具有尽量缩小其表面积的趋势,液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。
这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。
表面张力能说明液体的许多现象,例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。
在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。
比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。
因此,了解液体表面性质和现象,掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。
测定液体表面张力系数的方法通常有:拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。
本实验仅介绍拉脱法。
拉脱法是一种直接测定法。
【实验目的】1.了解737FB 新型焦利氏秤实验仪的基本结构,掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法; 2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识。
3.掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。
【实验原理】1.测量公式推导:当逐渐拉提冂形铝片框时,ϕ角逐渐变小而接近为零,这时所拉出的液膜前后两个表面的表面张力f 均垂直向下。
设拉起液膜将破裂时的拉力为F ,则有f 2g )m m (F 0+∙+= (1) 式中:m 为粘附在框上的液膜质量,0m 为线框质量。
因表面张力的大小与接触面周界长度成正比,则有:)d L (2f 2+∙α= (2) 比例系数α称表面张力系数,单位为m /N 。
由(1),(2)式得:)d L (2g)m m (F 0+∙+-=α (3)由于冂形铝片框很薄,被拉起的水膜很薄,m 较小,可以将其忽略,且一般有d L >>,那么L d L ≈+,于是(3)式可以简化为 : L2gm F 0∙-=α (4)2.用737FB 新型焦利氏秤实验仪来测量g m F 0∙-值:737FB 新型焦利氏秤实验仪相当于一个精密的弹簧称,常用于测量微小的力,根据胡克定理制作而成。
实验1液体表面张力系数测定(拉脱法)
实验1 液体表面张力系数测定(拉脱法)【实验目的】1.学习测力计的定标方法。
2.观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象。
3.测量纯水和其它液体的表面张力系数。
【实验仪器】温度计,液体表面张力测定装置(如图5-2所示)。
1.硅压阻力敏传感器。
(1)受力量程:0—0.098N。
(2)灵敏度:约3.00V/N(用砝码质量作单位定标)。
2.显示仪器(读数显示:200 mV 三位半数字电压表)。
3.力敏传感器固定支架、升降台、底板及水平调节装置。
4.吊环:外径φ3.496cm、内径φ3.310cm、高0.850cm的铝合金吊环。
5.直径φ12.00cm玻璃器皿一套。
6.砝码盘及0.5克砝码7只。
【预习要求】1. 推导测量公式。
2. 列出实验步骤与记录表。
【实验依据】表面张力是指作用于液体表面上任一假想直线的两侧、垂直于该直线且平行于液面、并使液面具有收缩倾向的一种力。
从微观上看,表面张力是由于液体表面层内分子作用的结果。
可以用表面张力系数来定量地描写液体表面张力的大小。
设想在液面上一长度为L的直线,在L的两侧,表面张力以拉力的形式相互作用着,拉力的方向垂直于该直线,拉力的大小正比于L,即f=aL,式中a表示作用于直线的单位长度上的表面张力,称为表面张力系数,其单位为N/m 。
液体表面张力的大小与液体的成分有关。
不同的液体由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子间力而具有不同的表面张力。
实验表明温度对液体表面张力影响极大,表面张力随温度升高而减小,二者通常相当准确地成直线关系。
表面张力与液体中含有的杂质有关,有的杂质能使表面张力减小,有的却使之增大。
表面张力还与液面外的物质有关。
如图5-1 所示,将表面清洁的铝合金吊环挂在测力计上并垂直浸入液体中, 使液面下降,当吊环底面与液面平齐或略高时, 由于液体表面张力的作用, 吊环的内、外壁会带起液膜。
图5-1 拉脱过程吊环受力分析平衡时吊环重力mg 、向上拉力F 与液体表面张力f (忽略带起的液膜的重量) 满足ϕcos f mg F += (1)在吊环临界脱离液体时, 0≈ϕ, 即1cos ≈ϕ, 则平衡条件近似为)]([21D D mg F f +=-=πα (2)式中1D 为吊环外径, 2D 为吊环内径。
实验三溶液表面张力的测定
实验三 溶液表面张力的测定一、实验内容测量不同浓度正丁醇水溶液的表面张力。
(一)实验相关知识点1.不同浓度溶液的配制;2.容量瓶的使用;3.最大泡压法表面张力的测定;4.扭力天平法测定溶液的表面张力。
(二)实验原理从热力学观点来看,液体表面缩小是一个自发过程,这是使体系总自由能减小的过程,欲使液体产生新的表面积△A ,就需对其做功,其大小应与△A 成正比:一W ′=σ·△A如果△A 为lm 2,则一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。
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,表面张力发生变化,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遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程:C d σΓ=-RT dC ⎛⎞⎜⎟⎝⎠式中--Г为溶质在表层的吸附量,mol·m -2;σ为表面张力,J·m -2;C 为吸附达到平衡时溶质在介质中的浓度,mol·L -1。
当T d σ(dC <0时,Г>0称为正吸附;当T d σ()dC>0时,Г<0称为负吸附。
引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质。
吉布斯吸附等温式应用范围很广,图3.1 但上述形式仅适用于稀溶液。
当界面上被吸附分子的浓度足够大时,被吸附分子盖住了所有界面的位置,形成饱和吸附层。
这样的吸附层是单分子层,随着表面活性物质的分子在界面上愈益紧密排列,则此界面的表面张力也就逐渐减小。
拉脱法测液体表面张力
6.支架. 7.固定螺丝. 8.航空插头. 9 . 底座. 10.数字电压表. 11.调零旋纽
数字电压表
调零旋钮
环状金属吊片
干湿温度计
实验中还必须测量 实验室当时的温度。因 此,实验室备有干湿温 度计,干湿温度计除了 可以用来测量室温以 外,还可以测量实验室 的相对湿度。
干 温 度 计
实验内容
拉脱法测定液体的表面张力系数
液体表面就好象是一张蹦紧的弹性薄膜,液体 表面的表面张力。可以用它来说明泡沫的形成, 浸润和毛细现象等。表面张力垂直于液体表面任 何一条线段并沿着液体表面,作用于单位长度上 的张力称为表面张力系数,用α表示。
F L
其中F为作用于线段L上的张力。
实验原理
用测量一个已知周长的金属片从待测液体表 面脱离时所需要的力,来求得该液体的表面张力 系数的方法称为拉脱法。 实验中我们用的是环状金属吊片. L=π(D1+D2) F=απ(D1+D2)
实验装置
采用硅压阻式力敏传感器来测量 液体和环状金属吊片之间的表面张 力,在外力作用下,输出的电压和 外力成正比。 ΔU=KF 式中F为外力,K为硅压阻式力敏传感 器的灵敏度,单位是V / N,ΔU为传 感器输出的电压值。
实验装置的结构见下图
1.调节螺丝. 2.升降螺丝. 3.玻璃器皿. 4.吊环. 5.力敏传感器
●测量金属圆环的内外直径D1、D2(6~10次取平均)
D1/cm
D2/cm
●清洗环状金属吊片和器皿
3.测定液体的表面张力系数α
●吊片的下沿和液面平行 ●多次测量(5次,每次测量的U1、U2不相同)
每次测量后,调节调零旋纽,使每次测量的U1、U2不相同
数据处理
●用图解法求出力敏传感器的灵敏度K ●求出内外半径的平均值 D1、 D2 ●根据5次测量的 U1、U2、U3、U4、U5 计算α1、α2、α3、α4、α5 ●误差处理:计算表面张力系数的平均值和平均 值的标准偏差 1 2 5 = 5
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溶液表面张力的测定(拉环法)
一实验目的
(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,掌握拉环法测定表面张力的原理和技术。
二实验原理
(1)表面张力
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)。
位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量称为比表面自由能。
比表面和表面张力在数值和量纲上一致,故常用表面张力度量比表面自由能。
(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= -(dγ/dc)T(c/RT)
其中Γ为溶质的表面超额,c 为溶质的浓度,γ为溶液的表面张力a 若dγ/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。
b 若dγ/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:
S B = 1/(Γ∞L) L=6.02×1034
(4)吊环法测表面张力的原理
测表面张力的方法很多,有毛细管上升法,滴重法,最大气泡压力法,吊环法等。
吊环法是将吊环浸入溶液中,然后缓缓将吊环拉出溶液,在快要离开溶液表面时,溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜,随着吊环被拉出液面,溶液的表面张力将阻止吊环被拉出,当液膜破裂时,吊环的拉力将达到最大值。
自动界面张力仪将记录这个最大值P。
按照公式校正后,可以得出溶液的表面张力数值γ。
校正因子:
F=0.7250+(0.01452P/C2D+0.04534-1.679r/R)1/2式中 P:界面张力仪显示读数值 mN·m-1
C:铂丝环周长 cm R:铂丝环半径 c D:溶液的密度g·mL-1 r:铂丝的半径 cm
三实验仪器与试剂
JYW—200A自动界面张力仪、5mL吸量管、10mL吸量管、无水乙醇(分析纯)、50mL容量瓶8个、胶头滴管
JYW—200A自动界面张力仪
四实验步骤
(1)配制溶液
本实验总共配8组乙醇的水溶液。
按乙醇所占体积比分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%。
分别用吸量管量取2.5mL、5 mL、7.5 mL、10 mL、12.5 mL、15 mL、17.5 mL、20 mL无水乙醇于50 mL容量瓶中。
分别向8个容量瓶中加入蒸馏水至刻度线以下1cm处,再用干净的胶头滴管滴入蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线齐平。
旋紧塞子,一手托住底部,一手按紧塞子,上下颠倒使溶液混合均匀。
将配制好的溶液按浓度的大小放好,准备下面操作。
注意:在使用吸量管时要用食指捏紧管口,防止下面滴出造成所量体积不准确。
(2)测量表面张力
a、插上电源,打开开关。
注意:要动作轻缓,防止剧烈拍打桌子。
b、取出吊环挂在挂钩上,让仪器保持平稳,调零至显示0。
注意:用手拿吊环时,注意拿一边,不要用手捏两边,防止吊环变形在上升拉吊环时受力不均,影响实验结果。
只调一次,在实验过程中不能再调。
c、用被测溶液涮洗样品杯三次,再倒入约容器体积的2/3。
d、操作步骤:
①先按▲上升键,至吊环完全浸入溶液约8mm,按●停止键。
③按▼下降键,至吊环完全被拉出时按●停止键。
记录所显示的数值。
每一组溶液水平测三次,共测8组溶液。
五注意事项
①在整个操作过程中避免剧烈拍桌子,以引起仪器的显示数字不稳定。
②避免水溅到仪器上,对仪器造成损害。
③执行操作步骤中的①和③时要及时按●停止键,防止升的过高或过低,对仪器造成损伤,更不能按完▲键就直接按▼键,防止造成卡壳,损害仪器。
④。
⑤调零只在实验前调一次,在实验过程中不能再调。
⑥实验完毕后按要求将吊环装好,防止吊环变形,影响实验结果。
六数据记录和处理
无水乙醇的密度:0.789--0.791g/cm3
乙醇:水(体积
表面张比)
力(mN/m)5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
1 77.
2 69.5 63.5 58.2 54.2 49.9 48.0 46.3
2 77.5 69.4 63.7 58.4 54.0 49.8 48.
3 46.0
3 76.7 69.5 63.
4 58.2 54.2 49.7 48.3 46.1
平均值77.1 69.5 63.5 58.3 54.1 49.8 48.2 46.1
0.045
0.0500.0550.0600.065
0.0700.0750.080张力/N
浓度/(mol/L)
得方程:y=0.08506-0.00999x+0.0006313x 2 微分得:y ,= 0.00999—0.0006313x 代入方程:C/Γ = RT / y’ 得下表:
得图:
200000
400000600000800000100000012000001400000
160000018000002000000张力/N
浓度/(mol/L)
拟合得:Γ∞ = 1 / 217688 得:
S B = 1/(Γ∞ L )=1/(1/217688mol m -2 *6.02 x10-23 mol -1) =3.616 x10-19m 2七 思考题
1.影响本实验的主要因素有哪些?
答: 影响本实验的主要因素有温度、压力、环的水平程度、环的润湿程
度以及拉环时液面的振动情况等。
2.使用表面张力仪时应注意哪些问题? 答:
(1)使用前将自动界面张力仪放在平稳不受振动的地方,用横梁上的水准泡,调节螺丝把仪器调到水平状态。
(2)打开界面张力仪后面的电源开关预热仪器。
(3)将吊环和样品杯洗净,晾干,应保证铂丝环的平整。
(4)洗净的样品杯用少量待测液润洗三次,然后加入溶液至2/3高度。
(5)第一次调节“O.ADJ”旋钮使仪器显示值为“-0.00”后,以后整个实验过程中不可重调。
每次按“●”键停止后,要记得按“P·H”键,再按“▼”键。
(6)测定时应注意按浓度从低到高的顺序依次测定溶液的表面张力。
(7)测完后,将吊环洗净放回吊盒中,关闭电源,弃去容量瓶中的溶液。
3.测定溶液界面张力有哪些方法?
答:常用的有毛细管上升法,滴重法,最大气泡压力法,吊环法等。
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