溶液表面张力测定
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2 2
r pmax r hg 2r r h g 2
2 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：
1 h 1 2 h2
即
பைடு நூலகம்
2
h2
Kh1
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。 本实验用纯水作为基准物质，20.0℃ 时纯水的表面张力为7.275×10－ 2N/m(或J/m2)。
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：
pmax p大气 p系统 hg
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：
rr pmax r hg 2r
浓度 （mol/L） P最大（Pa） σ（N/m）
dσ dC
Γ(mol/m)
C/Γ
（6）作C/Γ~C图，应得一直线，由直线斜率求 出Γ∞； （7）计算正丁醇分子的横截面积S0。（文献值 19.5A2）
五、思考题
1、表面张力仪的清洁与否对所测数据有何影响？ 2、测定不同浓度溶液的表面张力时应注意什么？ 3、安装仪器时为什么要使毛细管与液面垂直，且管 口端面刚好与液面向切？ 4、实验时，为什么溶液浓度以由稀至浓测定为宜？ 5、测定中能否应用加压的方法来鼓泡？
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。
三．仪器和试剂
表面张力测定装置（包括恒温槽）1套； 容量瓶100ml1个，50ml5个；1ml刻度移液 管1支；吸耳球1个；正丁醇（二级）；去 离子水。
三、实验步骤
1、分别配制浓度为0.01、0.02、0.05、0.10、0.15、 0.20、0.25、0.30、0.35mol/L的正丁醇溶液100mL。 2、将仪器仔细洗涤干净，调节恒温槽温度为25℃。 3、样品管中装入蒸馏水，使液面与毛细管端面向切， 注意保持毛细管与液面垂直。 4、打开抽气瓶活塞，让水缓慢流下，使毛细管中气泡 逸出速度为5—10秒/个。 5、纪录压力计最大值，重复二次，求出P最大1平均值。 6、同法测定各浓度下正丁醇水溶液的P最大2值。
四、数据记录与处理
（1）按下表将所得数据记入下表:
浓度（mol/L）
P最大（Pa）
（2）利用公式计算毛细管常数 （3）由正丁醇溶液的实验数据计算各溶液的表面张力， 并作σ—C曲线。 （4）由σ—C曲线分别求出各浓度的值。
（5）利用Gibbs吸附等温式计算出各浓度下的Γ， 将Γ及由3、4式算出的各项结果列表：
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。
r pmax r hg 2r r h g 2
2 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：
1 h 1 2 h2
即
பைடு நூலகம்
2
h2
Kh1
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。 本实验用纯水作为基准物质，20.0℃ 时纯水的表面张力为7.275×10－ 2N/m(或J/m2)。
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：
pmax p大气 p系统 hg
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：
rr pmax r hg 2r
浓度 （mol/L） P最大（Pa） σ（N/m）
dσ dC
Γ(mol/m)
C/Γ
（6）作C/Γ~C图，应得一直线，由直线斜率求 出Γ∞； （7）计算正丁醇分子的横截面积S0。（文献值 19.5A2）
五、思考题
1、表面张力仪的清洁与否对所测数据有何影响？ 2、测定不同浓度溶液的表面张力时应注意什么？ 3、安装仪器时为什么要使毛细管与液面垂直，且管 口端面刚好与液面向切？ 4、实验时，为什么溶液浓度以由稀至浓测定为宜？ 5、测定中能否应用加压的方法来鼓泡？
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。
三．仪器和试剂
表面张力测定装置（包括恒温槽）1套； 容量瓶100ml1个，50ml5个；1ml刻度移液 管1支；吸耳球1个；正丁醇（二级）；去 离子水。
三、实验步骤
1、分别配制浓度为0.01、0.02、0.05、0.10、0.15、 0.20、0.25、0.30、0.35mol/L的正丁醇溶液100mL。 2、将仪器仔细洗涤干净，调节恒温槽温度为25℃。 3、样品管中装入蒸馏水，使液面与毛细管端面向切， 注意保持毛细管与液面垂直。 4、打开抽气瓶活塞，让水缓慢流下，使毛细管中气泡 逸出速度为5—10秒/个。 5、纪录压力计最大值，重复二次，求出P最大1平均值。 6、同法测定各浓度下正丁醇水溶液的P最大2值。
四、数据记录与处理
（1）按下表将所得数据记入下表:
浓度（mol/L）
P最大（Pa）
（2）利用公式计算毛细管常数 （3）由正丁醇溶液的实验数据计算各溶液的表面张力， 并作σ—C曲线。 （4）由σ—C曲线分别求出各浓度的值。
（5）利用Gibbs吸附等温式计算出各浓度下的Γ， 将Γ及由3、4式算出的各项结果列表：
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。