最大泡压法测定溶液表面张力。实验报告
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告
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。
溶液表面张力测定实验报告
学号：************基础物理化学实验报告实验名称：溶液表面张力的测定应用化学二班班级 03 组号实验人姓名： xx同组人姓名：xxxx指导老师：杨余芳老师实验日期： 2013-11-12湘南学院化学与生命科学系一、实验目的1、测定不同浓度正丁醇（乙醇）水溶液的表面张力；2、了解表面张力的性质，表面自由能的意义及表面张力和吸附的关系；3、由表面张力—浓度曲线（σ—c 曲线）求界面上吸附量和正丁醇分子的横截面积S ；4、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。
二、实验原理测定液体表面张力的方法很多，如毛细管升高法、滴重法、环法、滴外形法等等。
本实验采用最大泡压法，实验装置如图一所示。
图一中A 为充满水的抽气瓶；B 为直径为0.2～0.3mm 的毛细管；C 为样品管；D 为U 型压力计，内装水以测压差；E 为放空管；F 为恒温槽。
图一 最大泡压法测液体表面张力仪器装置图将毛细管竖直放置，使滴口瓶面与液面相切，液体即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活栓，让水缓缓滴下，使样品管中液面上的压力渐小于毛细管内液体上的压力（即室压），毛细管内外液面形成一压差，此时毛细管内气体将液体压出，在管口形成气泡并逐渐胀大，当压力差在毛细管口所产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡破裂，压差的最大值可由U 型压力计上读出。
若毛细管的半径为r ，气泡从毛细管出来时受到向下的压力为：式中，△h 为U 型压力计所示最大液柱高度差，g 为重力加速度，ρ为压力计所贮液体的密度。
气泡在毛细管口所受到的由表面张力引起的作用力为2πr•γ，气泡刚脱离管口时，上述二力相等：g h p p p ρ∆=-=系统大气m ax r g h r p rr πρππ22m ax 2=∆=γπρππr g h r p r 22m ax 2=∆=若将表面张力分别为和的两种液体用同一支毛细管和压力计用上法测出各自的和，则有如下关系：即：对同一支毛细管来说，K 值为一常数，其值可借一表面张力已知的液体标定。
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×ΔS (1)图1 液体表面与分子内部受力情况图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：Γ =Tdc d RTc ⎪⎭⎫⎝⎛γ （2） 式中，Г为溶质在表层的吸附量，单位mol ·m 2，γ为表面张力，c 溶质的浓度。
溶液表面张力的测定实验报告
溶液表面张力的测定实验报告一、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、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和表面活性剂分子的横截面积。
3、了解表面张力与溶液浓度之间的关系，加深对表面化学基本概念的理解。
二、实验原理1、表面张力在液体内部，每个分子都受到周围分子的吸引力，合力为零。
但在液体表面，分子受到指向液体内部的合力，使得液体表面有自动收缩的趋势。
要增大液体的表面积，就需要克服这种内聚力而做功。
在温度、压力和组成恒定时，增加单位表面积所做的功即为表面张力，用γ表示，单位为 N·m⁻¹或 mN·m⁻¹。
2、最大气泡压力法将毛细管插入待测液体中，缓慢打开滴液漏斗的活塞，让体系缓慢减压。
当压力差在毛细管端产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就会从毛细管口逸出。
此时，气泡内外的压力差最大，这个最大压力差可以通过 U 型压力计测量得到。
根据拉普拉斯方程：＼（＼Delta p ＝＼frac{2\gamma}｛r}＼）其中，＼（＼Delta p\）为最大压力差，＼（r\）为毛细管半径，＼（＼gamma\）为液体的表面张力。
对于同一根毛细管，＼（r\）是定值。
只要测出\（＼Delta p\），就可以算出液体的表面张力\（＼gamma\）。
3、表面吸附与吉布斯吸附等温式在一定温度下，溶液的表面张力随溶液浓度的变化而变化。
当溶质能降低溶剂的表面张力时，溶质在表面层中的浓度比溶液内部大，称为正吸附；反之，当溶质能升高溶剂的表面张力时，溶质在表面层中的浓度比溶液内部小，称为负吸附。
吉布斯吸附等温式为：＼（＼Gamma ＝＼frac{1}｛RT}＼frac{d\gamma}｛dC}＼）其中，＼（＼Gamma\）为表面吸附量（单位：mol·m⁻²），＼（R\）为气体常数（＼（8314 J·mol⁻¹·K⁻¹\）），＼（T\）为绝对温度，＼（C\）为溶液浓度，＼（＼frac{d\gamma}｛dC}＼）为表面张力随浓度的变化率。
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。
最大泡压法实验报告
最大泡压法测定溶液的表面张力名字：程伊伊学号：06 班级：药学日期：2016.3.15（一）实验原理1.表面张力等温式一定温度下，液体表面张力与溶液浓度的关系曲线，称表面张力等温线。
若用数学方程式表示表面张力与溶液浓度之间的关系，则称作表面张力等温式。
2.吉布斯吸附公式溶质在溶液中的分散式不均匀的，也就是说溶质在液体表面层中的浓度和液体内部不同，这种现象称作吸附现象。
对于两组分（非电解质）稀溶液，在指定温度与压力下，溶质的吸附量与溶液浓度的关系曲线称表面吸附等温线，两者的数学关系服从吉布斯吸附等温式。
3.最大气泡压力法测定表面张力原理测定管中的毛细管端面与液面相切，系统与外压隔开。
打开减压装置，使毛细管内溶液收到压力P外大于样品管中液面上的压力P内，在毛细管管端缓慢地逸出气泡，毛细管口形成凹液面，同时产生曲面压力P r（=P内—P外）。
随着气泡的增大，液面的曲率半径r逐渐减小，P r逐渐增大。
当半球形气泡形成时，r等于毛细管半径R。
当气泡继续增大，r又逐渐增大，直至气泡消失平衡而从管口逸出。
（二）实验步骤1.配置乙醇水溶液，取0ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml、7ml、9ml乙醇置于50ml 容量瓶中，用水稀释至刻度。
2.取一定量的蒸馏水注入事先洗净的测定管中，插入毛细管，调节蒸馏水的量，确保液面与毛细管端部恰好接触。
将测定管固定到恒温槽中，注意保持垂直。
调节恒温槽温度值指定值，如25℃。
压力计调零后，与系统相连。
3..恒温5~10分钟后，打开降压管活塞缓慢放水，系统逐渐减压，控制水的流速使压差计的示值每1Pa变化都能显示（约1分钟出8~12个气泡）。
记录气泡逃逸时的最大压差值，连续读取三次，取平均值。
注意系统不要漏气，液体不能进入连接软管。
4.按由稀到浓的顺序，依同法测定不同浓度的乙醇溶液。
每次更换溶液时，必须用待测液洗涤毛细管内壁及管壁3次，测定管保持相同位置和垂直度。
5.实验完毕，仪器洗净，仪器复位，整理实验台。
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。
最大气泡法测表面张力实验报告
最大气泡法测表面张力实验报告一、实验目的1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和方法。
2、学会使用数字微压差测量仪测量微小压力差。
3、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和表面活性剂分子的横截面积。
二、实验原理1、表面张力在液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。
然而，在液体表面，分子受到指向液体内部的合力，导致液体表面有自动收缩的趋势。
要使液体表面增大就必须要克服这种向内的合力而做功，所做的功转化为表面能储存在液体表面。
在温度、压力和组成恒定时，表面张力与表面积的增量成正比，比例系数即为表面张力。
2、最大气泡法将毛细管垂直插入液体中，液体表面张力会对毛细管中的气泡产生附加压力。
当气泡从毛细管下端缓慢逸出时，所受到的压力差最大。
根据拉普拉斯方程，附加压力与表面张力及气泡曲率半径之间的关系为：＼（＼Delta p ＝＼frac{2\gamma}｛r}＼）其中，＼（＼Delta p\）为附加压力，＼（＼gamma\）为表面张力，＼（r\）为气泡的曲率半径。
当气泡为半球形时，曲率半径\（r\）等于毛细管半径\（r_{毛}＼），此时附加压力最大。
通过数字微压差测量仪测量出最大附加压力\（＼Delta p_{max}＼），即可求得表面张力\（＼gamma\）。
3、表面吸附量和横截面积根据吉布斯吸附等温式：＼（＼Gamma ＝＼frac{c}｛RT}＼frac{d\gamma}｛dc}＼）其中，＼（＼Gamma\）为表面吸附量，＼（c\）为溶液浓度，＼（R\）为气体常数，＼（T\）为热力学温度。
通过测定不同浓度溶液的表面张力，以\（＼gamma\）对\（c\）作图，求得曲线某一点的斜率\（＼frac{d\gamma}｛dc}＼），即可计算出表面吸附量\（＼Gamma\）。
假设表面活性剂在溶液表面是紧密排列的单分子层，每个分子的横截面积为\（A\），则：＼（A ＝＼frac{1}｛L\Gamma}＼）其中，＼（L\）为阿伏伽德罗常数。
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
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学（师范）年级、班级课程名称物理化学实验实验项目最大泡压法测定溶液的表面张力实验类型□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师实验评分最大泡压法测定溶液的表面张力实验目的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。
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。
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（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。
2、弯曲液面下的附加压力（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P o 。
（3）若液面是弯曲的，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P o 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 ' = P o - P s（5）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（6）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。
（7）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。
最大气泡法测定液体的表面张力实验报告
最大气泡法测定液体的表面张力实验报告一、实验目的通过最大气泡法测定液体的表面张力，了解表面张力与液体性质之间的关系，为实际应用提供依据。
二、实验原理最大气泡法是一种通过测量气泡在液体表面形成时的最大压力差来计算液体表面张力的方法。
当气泡从液体内部逸出时，会受到液体表面张力的作用。
当气泡逐渐增大时，其受到的表面张力也会逐渐增大，直到达到一个平衡状态，此时的气泡即为最大气泡。
通过测量最大气泡时的压力差，可以计算出液体的表面张力。
三、实验步骤准备实验器材：最大气泡仪、液体样品、滴管、恒温水浴、支架等。
将最大气泡仪置于支架上，调整至水平状态。
用滴管向最大气泡仪内加入适量液体样品。
开启恒温水浴，保持水温稳定。
观察并记录气泡的形成过程，当气泡达到最大时，记录此时的电压差。
重复实验，至少进行三次，取平均值作为最终结果。
四、实验结果以下为实验结果数据表：五、实验总结通过最大气泡法测定液体的表面张力，我们得到了不同液体的表面张力数据。
从实验结果可以看出，不同液体的表面张力存在差异。
其中，水的表面张力最高，蜂蜜次之，牛奶和醋的表面张力相对较低。
这可能与液体的分子结构、极性等因素有关。
此外，我们还发现实验结果的重复性较好，说明该方法具有较高的精度和可靠性。
通过本实验，我们不仅了解了不同液体的表面张力，还掌握了一种实用的测量方法。
这对于实际应用中涉及液体表面张力的问题具有重要的指导意义。
例如，在工业生产中，可以通过调整液体的表面张力来改善产品的性能；在生物学领域，了解液体的表面张力有助于研究细胞与环境之间的相互作用等。
因此，本实验具有一定的实用价值和应用前景。
最大泡压法测溶液表面张力实验报告
最大泡压法测定溶液的表面张力一、实验目的1. 测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，计算吸附量。
2. 了解气液界面的吸附作用，计算表面层被吸附分子的截面积。
3. 掌握最大泡压法测定溶液表面张力的原理和技术。
二、实验原理在指定的温度下，纯液体的表面张力是一定的，一旦在液体中加入溶质形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溶质分子进入到溶液表面，使表面层分子组成发生了改变，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生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。
按吉布斯吸附等温式：c d 1 dRT dc RT dlnc(9-1)式中：Г：代表溶质在单位面积表面层中的吸附量(mol ·m-2)c：代表平衡时溶液浓度(mol ·m-3)R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)T：吸附时的温度(K) 。
从(9-1)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成正比关系。
当d< 0 时，Г>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dc T 附，此时溶液表面层浓度大于溶液内部浓度。
当d> 0 时，Г<0，表示溶液表面张力随浓度增加而增加，则溶液表面发生负吸dc T附，此时溶液表面层浓度小于溶液内部浓度。
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。
如果吸附层是单分子层，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。
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9-1)。
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。
最大泡压法测定溶液表面张力实验报告
最大泡压法测溶液表面张力（物理化学实验报告）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结果的因素。
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，了解朗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，计算正丁醇的饱和吸附量，由表面张力的实验数据求正丁醇分子的截面积和吸附层的厚度。
二.实验原理1.表面张力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。
（如图一）图一液体内部和表面分子受力情况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。
2.表面张力的产生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。
③ 液体的表面张力也与液体的纯度有关。
在纯净的液体（溶剂）中如果掺迚杂质（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。
3.弯曲液面下的附加压力静止液体的表面一般是一个平面，但在某些特殊情况下（例如在毛细管中），则是一个弯曲表面。
由于表面张力的作用，在弯曲页面内外所受到的压力不相等。
如果页面是水平的，则表面张力也是水平的，当平衡时，沿周界的表面张力互相抵消，此时液体表面内外压力相等，而且等于表面上的外压力。
附加压力与表面张力成正比，它们之间的关系用拉普拉斯方程表示：Rp σ2=∆ 式中，Δp 为附加压力；σ为表面张力；R 为弯曲表面的曲率半径。
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。
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最大泡压法测定溶液表面张力
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
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)，用丫表示。
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△ S，就需对其做表面功，其大小应
与△S成正比，系数为即为表面张力Y :
-W= Y x△S (1)
图1 液体表面与分子内部受力情况图
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：
降低的物质叫表面活性剂。
c虻
RT ide 人
(2)
式中，r为溶质在表层的吸附量，单位mol • m，Y为表面张力，e溶质的浓度
f d H
——I
<de A
v 0，则r >0,此时表面层溶质浓度大于本体溶液，称为正吸附。
引起溶剂表面张力显著de T
>0，_则r < 0, 此时表面层溶质浓度小于本体溶液，称为负吸附
通过实验测得表面张力与溶质浓度的关系，作岀Y—C曲线，并在此曲线上任取若干点作曲线的切线,
这些切线的斜率就是与其相应浓度的将此值代入（2）式便可求出在此浓度时的溶质吸附量
.；9 T
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。
2•最大泡压法测表面张力原理
测定溶液的表面张力有多种方法，较为常用的有最大泡压法其测量方法基本原理可参见图2。
液泡最小
最大
图2 最大抛压法测液体表面张力装置
图中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p o。
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。
在形成气泡的过程中，液面半径经历：大T小T大，即中间有一极小值毛，此时气泡的曲率半径最小，根据拉普拉
斯公式，气泡承受的压力差也最大，有公式：
F 二Po - P = 2 /r
此压力差可由压力计D读岀，故待测液的表面张力为
二r :p/2 （4）
若用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力分别为Y i、Y 2，压力计测得压力差分别为△ p i、△仔
则：
若其中一种液体的Y i已知，例如水，则另一种液体的表面张力可由上式求得。
即:
2 二和2 二K - ^2 (6)
式中K =（笃/ A R称为仪器常数，可用某种已知表面张力的液体（常用蒸馏水）测得。
三•仪器与试剂：
最大泡压法表面张力仪，精密数字压力计，吸耳球，移液管（各种量程），容量瓶（50mL），正丁醇（分析纯），蒸馏水。
四•实验步骤：
1 •仪器准备与检漏
将洁净的表面张力仪各部分连接好。
将自来水注入抽气管C中；在试管A中注入约50mL蒸馏水，使毛
细管下端较深地浸入到水中；打开活塞E,这时抽气管C中水流岀，使体系内的压力降低（注意：勿降低
到使毛细管口冒泡），当压力计指示出若干压力差时，关闭活塞E,停止抽气。
若2min〜3min内，压力计
指示压力差不变，则说明体系不漏气，可以进行实验。
2 •仪器常数K的测量
调节毛细管或液面高度，使毛细管口与水面相切。
打开活塞E抽气，调节抽气速度，使气泡由毛细管
尖端成单泡逸出，且每个气泡形成的时间为为6s〜10s。
若形成时间太短，则吸附平衡来不及在气泡表面
建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
在形成气泡的过程中，液面半径经历
大-小-大，同时压力差计指示值的绝对值则经历：小-大-小的过程，记录下绝对值最大的压力差，三次，取其平均值。
再由附录中，查岀实验温度时水的表面张力Y 1,则可以计算仪器常数
3•系列浓度正丁醇水溶液表面张力的测定
配制50mL浓度为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mol • L-1的系列正丁醇溶液，与测仪器常数相同的方法，按由稀到浓的顺序测定各溶液最大压力差，求岀各溶液的表面张力Y。
测定管每次应用待测液淌洗一次。
五•数据处理：
数据记录参考格式如下表（计算时注意单位换算）
温度：24.6 °C 水的表面张力：0.07191 N/m 仪器常数K: 0.1177
溶液浓度/mol • L-1
压力差△ p/kPa
-1
Y /N • m(d Y /de) T r /mol • m2 123平均值
00.6110.6100.6110.6110.07191-0.191700
0.050.5200.5220.5220.5210.06132-0.16243 3.28 X 10-6
0.100.4790.4790.4780.4790.05638-0.13316 5.38 X 10-6
0.150.4120.4110.4120.4120.04849-0.10389 6.30 X 10-6
0.200.3820.3840.3820.3830.04508-0.07462 6.03 X 10-6
0.250.3520.3520.3510.3520.04143-0.04535 4.58 X 10-6
0.300.3430.3420.3420.3420.04025-0.01608 1.95 X 10-6
1 •查岀实验温度下水的表面张力，计算仪器常数
K 二1MP| =0.0.07191/0.61 仁0.1177
2.计算系列正丁醇溶液的表面张力，根据上述计算结果，绘制丫一C等温线。
溶液表面张力与正丁醇浓度的关系图
力
张
面
表
液
溶
正丁醇浓度/（mol/L）• 系列1
-- 多项式（系列1）
3•由丫一c等温线作不同浓度的切线，求（d Y /de）T,并求出r，绘制r—c吸附等温线。
溶质的吸附量与溶液表面张力的关系图
溶液浓度/(mol/L)
六.注意事项：
1 •所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。
2.读取压力计的压差时，应取气泡单个逸岀时的最大压力差。
七.思考题：
1 •毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切？如果毛细管端口插入液面有一定深度，对实验数据有
何影响？
答：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P/,则测定管中的压力
Pr会变小，△ pmax会变大，测量结果偏大。
2•最大泡压法测定表面张力时为什么要读最大压力差？如果气泡逸岀的很快，或几个气泡一齐岀，对实验结果有无影响？
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
=2 b/ 丫。
气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸岀。
最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。
如气泡逸岀速度速度太快，气泡的形成与逸岀速度快而不稳定；致使压力计的读数不稳定，不易观察岀其最高点而起到较大的误差。
3•本实验为何要测定仪器常数？仪器常数与温度有关系吗？
答：因为用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力为Y 1，Y 2，压力计测得压力差分别为△ P1, △ P2,则丫1/ Y ?=△ P1/△ P2，若其中一液体丫1已知，则Y 2=K XA P2其中K=Y 1/ △ P1,试验中测得水的表面张力Y 1，就能求岀系列正丁醇的表面张力。
温度越高，仪器常数就越小。
*系列1 76543210 Xx2yromo
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