表面张力的测定
表面张力的测定
1、表面张力的测定：
测定方法有用达因笔测定和达因液测定二种方法。
使用达因笔测定，须购买38、42、52三种型号规格方能满足检测要求，另外达因笔价格比较贵，且使用时间较短，仅能维持2-3个月，因其达因数会随时间延长而下降，引起检测结果偏差。
使用达因液测定，比较实用。
薄膜表面电晕处理检验方法测定液配方，见表一。
注：以上比例均为体积比
用棉球醮取测定液，涂于倾斜30度的薄膜上，留下1cm宽10cm长的液膜，如果5秒钟内液膜不收缩，则判断该薄膜达到你要测定的表面张力值，如液膜收缩很少，便仍有0.8cm宽的液膜，则判断为接近你要
测定的表面张力值，如液膜完全破裂，收缩成颗粒状或条状小于0.5cm宽度，则判断为该薄膜未达到你要测定的表面张力值。
(如下图)。
测定表面张力的方法
测定表面张力的方法一、引言表面张力是物体表面上分子间相互作用力的一种体现，是液体表面分子所受到的内聚力的结果。
测定表面张力的方法有多种，本文将介绍其中的几种常见方法。
二、测定方法1. 悬滴法悬滴法是最常见的测定表面张力的方法之一。
首先，将待测液体滴在一根细管或毛细管的顶端，使其形成一个悬滴。
然后，通过调整悬滴的大小和重力平衡，可以测量得到悬滴的直径和长度。
根据悬滴的形状和重力平衡条件，可以计算出液体的表面张力。
2. 静水压法静水压法是一种间接测定表面张力的方法。
首先，将待测液体注入一个垂直装置的细管中，使其形成一定高度的柱状液体。
然后，通过测量液柱的高度和液体的密度，可以计算出液体的表面张力。
3. 振荡法振荡法是一种利用振荡频率来间接测定表面张力的方法。
在实验中，将一根细线或细棒放在液体表面上，然后施加一个小的外力使其振动。
通过测量振动的频率和细线或细棒的质量，可以计算出液体的表面张力。
4. 粘度法粘度法是一种利用液体的粘度来测定表面张力的方法。
在实验中，将待测液体注入一个粘度计中，通过测量液体在粘度计中的流动速度和粘度计的尺寸，可以计算出液体的表面张力。
5. 破裂法破裂法是一种直接测定表面张力的方法。
在实验中，将待测液体注入一个特殊的装置中，通过增加液体的体积，最终使液体破裂。
根据液体的破裂高度和装置的几何参数，可以计算出液体的表面张力。
三、实验注意事项1. 实验环境应保持清洁，避免灰尘和杂质对实验结果的影响。
2. 实验装置应精确校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
3. 实验过程中应注意安全，避免液体的溅出和烫伤等意外情况的发生。
4. 不同的测定方法适用于不同类型的液体，选择合适的方法进行测定。
四、应用领域测定表面张力的方法在许多领域都有广泛的应用。
例如，在材料科学中，测定表面张力可以帮助研究材料的润湿性和涂覆性能；在生物医学领域，测定表面张力可以用于研究细胞和组织的表面特性；在化学工程中，测定表面张力可以用于优化某些化学反应的条件等。
实验一表面张力的测定详解
2
3
平均
表面张力
（达因/ 厘米）
表面张力 降低
%
自来水
2.5%高效 氯氰菊酯 乳油500溶 液
10%吡虫 啉可湿性 粉剂1000
溶液
σ1/σ2 = N1/N2 或σ1×N1 =σ2×N2 σ1，σ2——两种液体的表面张力。 N1，N2——两种液体的滴数。 如果已知道两种液体中的一种液体的表
面张力（如：蒸馏水20℃时表面张力为 72.75达因/厘米），即可根据以上公式求 出另一种液体表面张力的相对值。
三.实验材料
3.1 药品与试剂 1%洗衣粉液、蒸馏水、自来水、10%吡
二.实验原理
在液滴脱离管口的那一刹那，该液滴的 重力等于该液滴的表面张力，可见液体 表面张力和一定容量液体自滴重器内流 出的滴数成反比，即流出液体表面张力 越大，液滴的体积也愈大，而流出的液 滴数就愈少，两种液体的表面张力之比， 等于同体积分别从同一根滴重器流出时 滴数的反比，得出以下公式：
二.实验原理
一.实验目的
表面张力小，例如减低到50达因/厘米时（蒸馏 水20℃时表面张力为72.75达因/厘米）药剂的 湿润展布能力增长，药效提高。乳油加水稀释 后，由于乳化剂的作用使原油分散成细小的油 珠，油珠直径小5微米以下，乳液稳定，洒布 均匀，覆盖面积大，药效高，并且对作物不易 发生药害，油珠直径大（10微米以上），乳液 不稳定，不仅药效低，而且容易发生药害。因 此，检查乳液中的油珠大小，可以作为鉴定乳 油质量的一项指标。
五.实验作业
根据实验，将测定结果填入各表中，求 出洗衣粉、2.5%高效氯氰菊酯乳油500溶 液、10%吡虫啉可湿性粉剂1000溶液对 水表面张力下降低的程度。（实验报告 应包括实验目的及意义、实验材料、实 验步骤和实验结果与分析）：
测定表面张力的实验操作指南
测定表面张力的实验操作指南实验目的：测定液体的表面张力。
实验原理：表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力。
在液体表面，由于表面分子的自由度受到限制，分子受到的内力为向内收缩的趋势。
这种现象可以用表面张力来描述。
表面张力的测定可以通过测量液体在一定温度下液体表面凹陷或凸起的高度来进行。
根据杨氏方程，可以通过测量液体的凹陷或凸起高度来计算表面张力的数值。
实验器材：1. 试管：用于盛放液体的容器。
2. 量筒：用于测量液体的体积。
3. 针管：用于形成液体在试管内的凹陷或凸起。
4. 温度计：用于测量液体的温度。
5. 数码显微镜：用于测量凹陷或凸起的高度。
实验步骤：1. 准备工作：a. 所有器材清洗：将试管、量筒、针管等器材用去离子水进行清洗，确保无杂质干净。
b. 温度调整：将待测液体放置在恒温水浴中，使得液体温度稳定在实验所需温度。
2. 实验操作：a. 预备操作：用量筒准确地量取一定量的待测液体，并注入试管中。
b. 形成凹陷或凸起：将针管浸入试管中，先将其中的空气排出，然后再将针管插入待测液体，形成凹陷或凸起。
c. 测量凹陷或凸起的高度：使用数码显微镜，对凹陷或凸起的液面进行测量，并记录读数。
d. 温度控制：在每次测量前后，使用温度计对待测液体的温度进行测量，确保温度稳定。
3. 数据处理与计算：a. 计算表面张力：根据液体的凹陷或凸起高度数据，利用杨氏方程以及已知数据（液体密度、重力加速度等）计算表面张力。
b. 数据统计：对多次实验测得的数据进行平均，并计算测量误差。
实验注意事项：1. 液体选择：为了减小实验误差，最好选择具有较大的表面张力的液体进行实验。
2. 温度控制：确保待测液体在实验过程中温度保持稳定。
3. 器材清洗：要保证使用的器材干净，以避免干扰实验结果。
4. 液面读数：使用数码显微镜时，注意对液面的读数精度和准确性。
实验结果分析：根据实验测得的表面张力数值，可以得到不同液体表面分子间相互作用力的大小。
测定表面张力有几种方法？
测定表面张力有几种方法？测定表面张力有以下几种方法。
（1）表面张力法表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定,无机离子的存在也不影响测定结果。
在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的加添，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。
以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转变点相对应的浓度即为CMC。
假如在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力—浓度对数曲线上的转变可能变得不明显,但显现一个低值（图2——15）。
这也是用以辨别表面活性剂纯度的方法之一。
（2）电导法本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转变点即CMC。
溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。
（3）光散射法光线通过表面活性剂溶液时,假如溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射,因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。
以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转变点即为CMC。
利用光散射法还可测定胶束大小（水合直径），推想其缔合数等。
但测定时应注意环境的干净，避开灰尘的污染。
（4）染料法一些有机染料在被胶团增溶时。
其汲取光谱与未增溶时发生明显更改，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。
所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料，然后定量加水稀释至颜色更改即可判定CMC值。
采纳滴定尽头察看法或分光光度法均可完成测定。
对于阴离子表面活性剂，常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G；阳离子表面活性剂可用曙红或荧光黄；非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。
采纳染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精准明确性,尤其对CMC较小的表面活性剂的影响更大，另外，当表面活性剂中含有无机盐及醇时，测定结果也不甚精准。
表面张力的测定
05 数据记录与处理
数据记录
实验前准备
记录实验日期、实验环境温度和湿度、实验人员等信 息。
实验过程
详细记录实验步骤，包括使用的仪器、试剂、溶液的 浓度和体积等。
实验后处理
记录实验后样品的状态、处理方式以及废弃物处理方 式等信息。
数据处理
数据清洗
表面张力的大小反映了液体分子间的相互吸引力。
03
表面张力单位
01 表面张力通常用牛顿（N）或达因（dynes）作 为单位。
02 1牛顿等于100达因，是国际单位制中的标准单位。 03 在实际应用中，测量表面张力时通常使用达因单
位，因为它更小，更适合表示较小的数值。
表面张力影响因素
温度
温度对表面张力有显著影响， 一般来说，温度升高会使表面
3
未来研究方向
提出进一步研究的方向和重点，如改进实验方法、 研究其他因素对表面张力的影响等。
THANKS
步骤五
记录表面张力计的读数，并重 复实验以获得多次测量结果。
实验操作
操作一
确保实验环境干净整 洁，避免灰尘和杂质 的干扰。
操作二
使用恒温水槽控制温 度，确保实验温度稳 定且符合要求。
操作三
使用天平称量试样时， 要保证精度和准确性。
操作四
在倒入表面张力计的 样品池时，要缓慢且 平稳，避免产生气泡。
操作五
表面张力的测定
目录
Contents
• 表面张力定义 • 表面张力测定方法 • 实验材料与设备 • 实验步骤与操作 • 数据记录与处理 • 结果分析与结论
01 表面张力定义
表面张力定义
01
表面张力的测定实验报告
表面张力的测定实验报告表面张力的测定实验报告引言：表面张力是液体分子之间相互作用力的一种表现形式，是液体分子间吸引力的结果。
表面张力的测定对于研究液体性质、液滴形成和液体表面现象具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力，探究液体分子间相互作用力的差异，并了解表面张力对液体特性的影响。
实验材料与仪器：1. 三种不同液体：水、酒精、甘油2. 试管3. 滴管4. 皮尺5. 密度计实验方法：1. 实验前将试管清洗干净，以避免杂质对实验结果的影响。
2. 分别取一定量的水、酒精和甘油，注入三个试管中。
3. 将试管放在水平桌面上，注意保持试管外壁干燥。
4. 使用滴管，逐渐向试管中滴加液体，直到液体溢出试管口为止。
记录滴加液体的滴数。
5. 重复上述步骤3-4，每种液体进行三次测定，取平均值。
实验结果与数据处理：根据实验方法得到的滴加液体的滴数，可以计算出液体的表面张力。
根据液体表面张力的公式，表面张力=密度×重力加速度×滴数/滴液体积，可以得到不同液体的表面张力值。
通过对实验数据的处理，可以得到以下结论：1. 水的表面张力最大，酒精次之，甘油的表面张力最小。
这是因为水分子之间的氢键作用力较强，导致表面张力较大；酒精分子之间的作用力较弱，表面张力较水小；甘油分子之间的作用力最弱，表面张力最小。
2. 表面张力与液体的分子间相互作用力有关。
分子间相互作用力越强，表面张力越大；相反，作用力越弱，表面张力越小。
3. 表面张力对液体的性质有一定影响。
表面张力大的液体，易形成液滴，不易湿润固体表面；表面张力小的液体，不易形成液滴，易湿润固体表面。
讨论与改进：本实验通过测定不同液体的表面张力，探究液体分子间相互作用力的差异，并了解表面张力对液体特性的影响。
然而，由于实验条件的限制，实验结果可能存在一定误差。
为提高实验的准确性和可靠性，可以进行以下改进：1. 增加实验重复次数，取平均值，减小误差。
2. 使用更精确的仪器，如精密滴管和数字密度计，提高测量的准确性。
表面张力的测定
显然，在气泡形成过程中，气泡半径由大变小， 再由小变大，而压力差ΔP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ΔPmax。
Pmax
2 R
c. 通过测定R和∆Pmax，可求得液体的表面张力。
d.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的液体(如水、甘油等)作为参考液 体，在相同的实验条件下，测得相应最大压力差为 ∆Pmax,0。本实验中选择蒸馏水作为参考物。
b.由吉布斯吸附等温式可看出，只要测得某—温度下不 同浓度溶液的表面张力，以σ~ c作图，在σ~ c的曲线上 作不同浓度下的切线，可获得不同浓度所对应的斜率， 即可求出不同浓度时气一液界面上的吸附量Γ。
3.最大气泡法
2 P r
4.最大气泡法
测定表面张力的方法有许多种 ：毛细管上升法,环法, 滴体积法, 最大压力气泡法 等。 a.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。 b. 设气泡在形成过程中始终保持球形，则气泡内外的压 力差(即施加于气泡的附加压力)∆P与气泡的半径r 、液 体表面张力σ之间的关系可由拉普拉斯公式表示。
R P kP 2
三．实验仪器与药品
仪器：超级恒温槽，表面张力测定实验装置，
阿贝折射仪。 试剂：蒸馏水，系列乙醇溶液 。
四.实验步骤
1. 管中装入一定量的参考液体(去离子水)，按图接好管 路，调节毛细管高度，使毛细管管口处于刚好接触溶 液表面的位置，并将超级恒温槽调节至25.0 ± 0.1℃ 或30.0 ± 0.1℃。 2. 待溶液恒温十分钟后，通过活塞来调节水滴滴入瓶 中的速度，使气泡从毛细管口逸出，速度控制在每分 钟5～15个。记录微压差仪读数，得ΔP max,0 。(要求至 少测定三次，然后取平均值) 3. 同上1~7号乙醇溶液的∆Pmax。 4.测定1~7号乙醇溶液的的折射率。
什么是表面张力？如何测量？
什么是表面张力？如何测量？一、表面张力的定义及作用表面张力是指液体表面上分子间相互吸引力的一种表现形式。
液体的分子间存在着吸引力，因此液体表面的分子会受到内部分子的吸引，呈现出具有弹性的膜的特性。
这种现象被称为表面张力。
表面张力在许多领域中起着重要的作用。
在生物学中，表面张力是液体内部与外部环境的分界面，维持生物体的形态稳定性。
在物理学和化学领域，表面张力决定着液体在固体表面的润湿性质。
在工程领域，表面张力影响着液体的流动行为和物体的涂覆性能等。
二、表面张力的测量方法1. 垂直上升法垂直上升法是一种常用且简便的测定表面张力的方法。
该方法基于液体表面张力与液滴形状的关系，通过测量液滴在玻璃管道或毛细管中的上升高度来确定表面张力的大小。
2. 悬滴法悬滴法是另一种常用的表面张力测量方法。
该方法通过将待测液体倒置在一个不易被液体湿润的平台上，使液滴悬挂在平台上，通过测量液滴的形状和重力与表面张力之间的平衡关系来计算表面张力的数值。
3. 半径法半径法是一种基于半径和压差的关系来测量表面张力的方法。
该方法需要使用一个特殊的装置，将液体置于两个同心圆环形通道之间，通过测量液体的压差和半径之间的关系来计算表面张力的数值。
4. 附着力法附着力法是一种通过测量液体与固体表面之间的附着力来确定表面张力的方法。
该方法将液体滴落在一个固体表面上，测量液滴与表面之间的附着力大小，通过该力的大小来计算表面张力的数值。
5. 抖动法抖动法是一种基于液体在平面上抖动时所产生的表面波动来测量表面张力的方法。
该方法利用液体表面波动的频率和振幅与表面张力之间的关系，通过测量这些参数来计算表面张力的数值。
三、表面张力的应用领域1. 表面活性剂表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的物质。
表面活性剂能够在液体表面形成一层分子膜，使得液体分子间的吸引力减弱，从而降低表面张力。
表面活性剂广泛应用于洗涤剂、乳化剂、起泡剂等化工产品中。
2. 液滴形成与润湿性液滴形成和润湿性是表面张力的重要应用之一。
-表面张力测定方法
7.悬低法
悬滴法实质上是滴外形法的一种。滴外形法是根据液滴的外形 来测定表面张力和接触角的方法,既有悬滴法又有躺滴法, 其原理是 根据 La2place关于毛细现象的方程:
v P = C( 1 /R1 + 1 /R2 ) (6) 其中C为表面张力, R1和R2表示曲面半径,v P为界面上的压力差。 随着计算机技术发展, 图像处理技术在许多领域中发挥着巨大的作 用, Pu等用轴称滴形分析技术, 通过复杂的 Newton- Raphson计算与 递增迭代法结合将其发展为轴称滴形轮廓法,得到广泛的应用。图 1 是采用悬滴法获取数据的试验装置示意图。
三、总结
1)在实际测量表面张力时, 可以根据要求的实 验精度、温度压力和设备的实现难易程度 来选择。当要求精度比较高时, 可以采用毛细管上升法、 最
大气泡压力法、 Wihel my吊片法, 否则可以选择 DuNouy吊环法、 悬滴法或旋滴法。当温度和压力比较高的时候,可以采用毛细管 上升法、 滴体积法、 旋滴法、悬滴法、最大气泡压力法和震荡 射流法进行测定。
事实上,液滴落下前所形成的细长液柱在力学上是不稳定的,即 液滴上半部分半径缩小,下半部分半径扩大,最后形成液滴落下时, 只有下半部分的液体真正落入容器内, 而上半部分的液滴仍与管尖 相连,并成为下一个液滴的一部分。这是由于表面张力作用下的近 管口液体受到其液滴重力作用,过早地拉伸而断裂所致。因此,所得 液滴的实际重量要比计算值小得多。须上述偏差作了修正。
4.滴重法和滴体积法
其基本原理是将待测液体在恒温条件下通过管尖,缓慢地形成
液滴落入容器内,待收集至足够数量的液体时称量,根据总滴数算出 每滴液滴的平均重量(mg),就可按泰特(Tate)定律求出表面张力C :
表面张力常用测定方法
表面张力常用测定方法摘要本文介绍了常见的几种测定表面张力的方法，最大气泡压力法、包括毛细管上升法、吊环法/吊片法、悬滴法、滴重法/滴体积法。
关键词表面张力；最大气泡压力法；毛细管上升法；吊环法/吊片法；滴重法/滴体积法；悬滴法。
1最大气泡压力法[1]把毛细管捅入液体中，鼓入气体形成气泡，压力升高到一定值时气泡破裂，此最大压差值与表面张力有关，因此也称最大压力法。
此法设备简单，操作方便，但气泡不断生成可能扰动液面平衡，改变液体表面温度，因而要控制气泡形成速度，在实际操作中常用的是单泡法。
计算式：γ=p m /（2R）式中p m为最大压力；R为毛细孔半径。
2毛细管高度法毛细管插入液体后，按静力学关系，液体在毛细管内将上升一定高度，此高度与表面张力值有关。
本法理论完整，方法简单，有足够的精确度，是重要的测定方法。
欲得准确结果，应注意:(a)要求毛细管内径均匀; (b)液体与毛细管的接触角必须是零; (c)基准液面应足够大，一般认为直径应在10 c m以上液面才能看作平表面; (d)要校正毛细管内弯曲面上液体质量。
计算式：γ=RΔρg（h+r/3）/2式中，R为毛细管的滴头半径；Δρ为界面两相的密度差；g为重力加速度。
3拉环法把一圆环从液体表面拉出时最大拉力与圆环的内外半径可决定表面张力。
本法属经验力法，但设备简单，比较常用，要求接触角为零，环必须保持水平。
其计算式为：γ=PF/（4πR）式中，R为环的平均半径，P为由环法测定的拉力；F为校正因子。
4吊片法用打毛的铂片，测定当片的底边平行液面并刚好接触液面时的拉力，由此可算出表面张力，此法具有完全平衡的特点。
这是最常用的实验方法之一，设备简单，操作方便，不需要密度数据，也不要作任何校正。
它的要求是液体必须很好润湿吊片，保持接触角为零，测定容器足够大。
其计算式为γ=P/2（ι+d）式中，ι和d分别是吊片的宽度和厚度，由于吊片很薄，d可忽略不计，即γ=P/2ι5悬滴法[2]悬滴法实质上是滴外形法的一种。
表面张力测定实验报告
表面张力测定实验报告表面张力测定实验报告引言：表面张力是液体表面因内聚力而产生的一种特性。
它是液体分子间相互作用力的结果，对于理解液体的性质和应用有着重要的意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力，探究其与温度、溶质浓度的关系，以及了解表面张力在生活和工业中的应用。
实验原理：表面张力的测定可以通过测量液体在平衡状态下液体与气体的接触角来实现。
接触角是液体与固体或气体交界面上所形成的一个角度，它与表面张力有关。
当接触角越小，液体与固体或气体的相互作用力越强，表面张力也就越大。
实验步骤：1. 实验前准备：a. 准备所需的实验器材和试剂，包括测量接触角的仪器、不同液体样品和测量温度的装置。
b. 将实验器材进行清洗和消毒，确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 测定液体的表面张力：a. 将待测液体倒入测量接触角的仪器中，使其形成一个液滴。
b. 通过调节仪器，使液滴与仪器上的标尺平行，并记录液滴的直径。
c. 观察液滴与仪器上的标尺之间的接触角，并记录下来。
d. 重复以上步骤，测量不同液体的表面张力。
3. 探究表面张力与温度的关系：a. 将同一种液体分别加热和冷却至不同温度。
b. 重复步骤2，测量不同温度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果，观察表面张力是否随温度的变化而变化。
4. 探究表面张力与溶质浓度的关系：a. 在同一种液体中加入不同浓度的溶质，如盐或糖。
b. 重复步骤2，测量不同溶质浓度下液体的表面张力。
c. 分析实验结果，观察表面张力是否随溶质浓度的变化而变化。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的表面张力数据可以用于计算液体的相对分子质量等相关参数。
实验结果显示，不同液体的表面张力存在差异，这与液体分子间相互作用力的不同有关。
此外，实验结果还表明，表面张力随着温度的升高而减小，这可能是因为温度升高会增加液体分子的热运动，使其分子间的相互作用力减弱。
另外，实验结果还显示，溶质浓度的增加会导致表面张力的降低，这可能是因为溶质的存在会干扰液体分子间的相互作用力。
液体表面张力的测定方法
液体表面张力的测定方法液体表面张力是描述液体分子之间相互作用力的重要参数，它对各种自然现象和工程应用都有着重要的影响。
本文将介绍几种常见的液体表面张力测定方法。
一、方法一：差压法差压法是一种简单且常用的液体表面张力测定方法。
其基本原理是利用液体表面张力引起的液体升降差压来推导液体表面张力的大小。
实验步骤：1. 准备两个不同直径的玻璃垂直毛细管，将其底部浸入待测液体中。
较细的毛细管称为试管，较粗的毛细管称为玻璃导管。
2. 通过调节导管的高度，使试管和导管中的液面保持水平。
3. 记录试管和导管中的液面高度差h。
4. 根据设备的尺度系数和导管的半径，计算液体表面张力。
二、方法二：浮标法浮标法是另一种简便易行的液体表面张力测定方法。
基本原理是利用液体表面张力对浮体的影响来间接测定液体表面张力。
实验步骤：1. 准备一片液体浸没的浮体，如洗净的蚊香炉片。
2. 将浮体轻轻放在液体表面上，并调整其位置，使其平衡浮在液面上。
3. 加入小量表面活性剂或改变液体温度，观察浮体的变化。
4. 根据浮体在不同条件下的浮动情况，推导液体表面张力的大小。
三、方法三：滴下法滴下法是一种常见的液体表面张力测定方法。
其原理是通过测量液体滴下的速度来计算液体表面张力。
实验步骤：1. 准备一段合适长度的毛细管，并将一端封闭。
2. 将封闭端插入待测液体中，使液体能够顺利吸入毛细管。
3. 将封闭端从液体中取出，并封闭另一端。
4. 将封闭端从液体中取出，并立即将其指向一个垂直的带刻度的支架上，并观察液滴自由下落的时间。
5. 根据液滴下落时间和支架刻度，计算液体表面张力。
综上所述，差压法、浮标法和滴下法是几种常见的液体表面张力测定方法。
通过合理选择方法并进行实验，可以准确测定液体表面张力的数值。
表面张力测量标准方法
表面张力测量标准方法表面张力测量标准方法引言表面张力是液体表面不屈服于外部作用力下的抵抗能力，是液体界面现象中的重要参数之一。
准确测量表面张力有助于了解液体的特性，以及在不同应用领域中的应用。
本文将介绍一些常用的表面张力测量标准方法。
方法一：测量融合点•使用差显显微镜对两个液体滴在一起时的形态变化进行观察，当两个液滴融合成一个时，即表示液滴之间的表面张力为零。
•通过测量融合时间，可以计算出表面张力的大小。
方法二：比重法1.在一个圆筒中，加入待测液体和参考液体。
2.观察两个液体的交界面，并调整液体高度，使其达到平衡状态。
3.通过比较待测液体与参考液体的密度差异，计算出表面张力。
方法三：悬滴法1.将待测液体滴在一块平板上。
2.通过观察滴在平板上的液滴的形态，测定液滴的接触角。
3.通过接触角与表面张力之间的关系，计算出表面张力。
方法四：NPL标准法1.使用一个NPL标准样品进行实验。
2.将待测液体放置在一个表面张力计中。
3.通过比较待测液体与标准样品的表面张力值，计算出待测液体的表面张力。
方法五：破裂法1.将待测液体注入一个导管中，使其形成一定长度的液柱。
2.增加液柱的长度，直到液柱因表面张力无法继续支撑而破裂。
3.测量液柱的长度和破裂时间，通过计算可以得出表面张力。
方法六：气垫法1.将待测液体放置在一个特定形状的容器中。
2.通过向容器中注入空气，形成一个气垫。
3.测量气垫的形状变化，通过计算可以得出表面张力。
方法七：石田方法1.在一根附有标度的细管中，注入待测液体。
2.将细管中液体的一端放置在石田方法仪器上。
3.通过测量液体的升高高度，计算出表面张力。
结论以上介绍了几种常用的表面张力测量标准方法，包括测量融合点、比重法、悬滴法、NPL标准法、破裂法、气垫法和石田方法。
不同的方法适用于不同的实验条件和需求，实验者可以根据具体情况选择合适的方法进行表面张力的测量。
这些方法的应用有助于深入研究液体的界面现象，并在科学研究和工业应用中发挥重要作用。
测定表面张力的方法
测定表面张力的方法
测定表面张力的常用方法有以下几种：
1. 杜瓦廉法（Du Noüy ring method）：在液体表面放置一个环，逐渐提高环的重力直到液体将其从液体表面拉开。
测量液体在环被拉开前所产生的最大力，根据公式计算表面张力。
2. 杜瓦廉-拉-皮雷法（Du Noüy ring-plate method）：在液体表
面放置一个与液面几乎平行的平板，通过逐渐向下拉平板直到液体从平板上脱落，测量液体在平板上拉开前所产生的最大力，并计算表面张力。
3. 泰普拉-比尔法（Trapezoid drop weight method）：将液体滴
在两个斜面之间的凹槽中，测量液滴从凹槽中滑落时凹槽受到的力。
根据公式计算表面张力。
4. 针管法（Capillary rise method）：将细长的毛细管（例如玻
璃管）插入液体中，测量液体在毛细管中上升的高度。
根据公式计算表面张力。
5. 悬滴法（Drop weight method）：将一定量的液体悬挂在一
个称重的导管末端，然后逐渐增加导管的负重，测量液滴离开导管末端的最大负荷。
根据公式计算表面张力。
以上方法各有利弊，根据具体实验要求和实验条件选择合适的方法进行表面张力的测定。
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答：①毛细管中不宜加过多的水，应该使毛细管球体中的 液面稍高于毛细管的最高处，从而使水从毛细管末端慢慢滴下；
10
②在搜集水滴的时候，保持动作轻快，既要完整地搜集到每一 滴水，又不能使装置震动；③称量时，应在称量瓶上
盖上瓶盖，减少水的蒸发，使实验结果更加准确；④测量毛 细管外径时要正确使用游标卡尺，正确读数。
11
3.在实验中，按浓度从小到大的顺序测定，降低不同浓度
溶液之间的影响。
4.毛细管清洁处理应特别的予以重视，热风吹干及电炉烘
烤的办法应当避免，荡洗是好办法，但应尽量彻底。毛细管内
部可借助洗耳球，但必须细心，不应使液体进入洗耳球内。
5.气泡出的很快，压强变化过快，压差计将不能很好的响
应压强的变化；气泡连续出会导致压差计读数不稳定。离开液面
（6） 可求被吸附分子的截面积(L 为阿佛加得罗常数)。 若已知溶质的密度 ρ，分子量 M，就可计算出吸附层厚
度δ ：
M /
（7） 而测定溶液的表面张力有多种方法，如毛细管上升法、滴
重法、拉环法等，而以最大气泡法压力法（泡压法）较方便，应用 较多。
先来考察一下气泡的形成过程：将待测表面张力的液体装 于测定管中，使毛细管的端面与液面相切，液面即沿毛细管突 然上升，缓缓打开减压瓶的下端活塞，毛细管内液面上受到一 个比减压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。
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，根据下式这时 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，
5
直到气泡逸出。附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半
3
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 γ=f(c)(表面张力等温线)，当 c 增加时，γ 在开始时显著 下降，而后下降逐渐缓慢下来，以至 γ 的变化很小，这时 γ 的数 值恒定为某一常数(见图 2)。利用此图求出其在一定浓度时曲线 的切线斜率，代入吉布斯吸附方程就可求得表面吸附量。或者 在曲线上某一浓度 c 点作切线与纵坐标交于 b 点，再从切点 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，故有：
问题讨论：
1、在毛细管升高法中，影响实验结果的因素有哪些？
问 题讨论
及 误
差分析
答：①毛细管及试管的洁净程度；②毛细管的内径大小（内 径小，测量的高
度误差小）；③毛细管粗细是否均匀；④毛细管内半径的测 量是否准确；⑤测量时，毛细管是否垂直液面。
2、在用滴重法测水（溶液）的表面张力是，需要注意些什么？
Г>0，即产生正吸附的物质；反之称为表面惰性物质，Г<0，即产 2
生负吸附的物质。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 1 看出。
图 1 被吸附的分子在界面上的排列 图 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。
图 2 表面张力和浓度关系图 当界面上被吸附分子的浓度增大时，它的排列方式在 不断改变，最后，当浓度足够大时，被吸附分子盖住了所有界面 的位置，形成饱和吸附层，分子排列方式如图 1 中(3)所示。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
浓
00 0 0 0 0 0 0 0
度
.02 .04 .06 .08 .10 .12 .16 .20 .24
（mol/l）
△
55 5 4 4 4 4 4 3
8
P 最 大 98 53 36 99 75 67 25 09 91
(kpa)
平均温度=17.8℃
平均大气压=88.87kpa
表面张力—浓度关系曲线
的趋势。从热力学观点来看，液体表面缩小是使系统总吉布斯
函数减小的一个自发过程，如欲使液体产生新的表面 ΔA，就需 1
对其做功，其大小应与 ΔA 成正比：
ΔG
=W′=
γ
ΔA
（1）
比例系数 γ 从能量的角度被称为比表面吉布斯函数，即
为恒温恒压下形成 1m2 新表面所需的可逆功，其单位为 J•m-2。
从物理学力的角度看，γ 可被理解为沿着表面、和表面相切、垂
7
7. 实验结束后分别用 和蒸馏水仔细将毛细管和表面
张力管冲洗 2～3 次，并放回原处。再将毛细管洗液浸泡。
8. 在记录一次实验室温度，并于第一次记录的实验室
温度结合，取平均值，作为试验温度。
1．测定系统不能漏气，减压管上端通大气活塞一定要关紧，
实 验
注 意事项
不能漏气。 2．所用毛细管必须干净，不能堵，应保持垂直，其管口刚好
将不会有气泡产生。所以滴液速度必须适宜。
成绩：
指导教师签
2013 年
月
日
12
3、毛细管插入深度对实验是否有影响？为什么？ 答：一般来说，是没影响的。但在另一种情况下，毛细管插 入深度对实验有影响，对于本实验，毛细管的长度是有限的，随 着毛细管插入深度的增加，露在溶液外部的毛细管长度减少，倘 若外部的毛细管长度低于正常测量时液柱的高度，相应的，毛 细管内的液柱也会下降，测得的高度也就减少。因为毛细管中 的的液柱是不会流出毛细管的。也就是物理上所说的毛细永动 机不可能存在。 误差分析： 若是以滴重法为标准数据，可以看出毛细管升高法的实验 误差更大，这是毛细管升高法的方法误差和读书时的偶然误差 一起的。 1．毛细管放置是否竖直及干净程度对实验会带来误差。 2．读数误差大，包括测量液柱高度时用的是一般的直尺， 精度仅为小数点后一位，估读一位；测量毛细管内径时读数显微 镜，，经多次调节，视野中物象仍旧模糊，溶液与管壁界面不清 晰，读数误差大。
大学化学实验 II 实验报告——物理化学实验
学院：化学与化工学院
姓名
专业： 实验
班级： 实验
日期
时间
学
指导
号
教师
实 验项目
表面张力的测定
名称
1. 掌握最大泡压法测定液体表面的方法，了解表面张
实 力测定的因素。
验目的
2. 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算吸附量，
并由表面张力的实验数据求分子的表面积。
（3）
根据朗格缪尔(Langmuir)公式：（单分子层吸附）
1
Kc Kc
（4）
其中 Г∞为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时 的吸附量，整理可得：
c c 1 K
（5）
以 c/Г 对 c 作图，得一直线，该直线的斜率为 1/Г∞， 即可求得饱和吸附量。
由所求得的 Г∞代入：
4
A 1 L
物的最大附加压力，通过对比计算求未知液体的表面张力，其
中 γ 水/Δ p 水则被称为仪器常数：
测
P测 P水
水
（9）
根据此法所测得的表面张力，使用上面介绍的方法就可以
求出所测物质在溶液中的饱和吸附量、被吸附分子的截面积和
吸附层厚度。
仪器：表面张力力管一支；表面张力教学实验仪（DMPY-2C） 实 一台；鼓泡毛细管一支；滴液漏斗一个；10ml 移液管一个；5ml 刻 验仪器 度移液管一支；250m 容量瓶一个，50ml 容量瓶 9 个；50ml 简式 和试剂 滴定管一支；洗耳球一个；恒温水浴一套。
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：
c RT c T ,P
（2）
式中，Г 为溶质在表面层的吸附量；γ 为表面张力；c 为吸附
达到平衡时溶质的浓度。
引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质，
与液面相切。 3．减压管中液体流动速度要好好调，不要太快。 4．读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力
差。
开始：Leabharlann 温度=17.8℃ 大气压=88.95kpa
实 验
原 始数据 记录
结束：
温度=17.8℃ 大气压=88.79kpa
水的 △P 最大 =622kpa
不同浓度正丁醇水溶液极其△P 最大
直作用于单位长度相界面线段上的表面紧缩力，即表面张力，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，
试剂：正丁醇（AR）；酸洗液；蒸馏水。 6
实 验步骤
1. 酸洗液清洗毛细管和玻璃仪器，按要求连接好装置 的气密性。并记录一次实验室温度计大气。
2. 打开表面张力教学实验仪电源开关，预热 10 分钟。 3. 将表面张力教学实验仪与大气相连，待仪器数值稳定 后，清零。 4. 用水做标准物质，测定仪器室温下的常数 K。
表面张力是液体的重要性质之一，它是因表面层分子
受力不均衡所引起的。如液体与其蒸气构成的系统：液体内部的
分子与周围分子间的作用力是球形对称的，可以彼此抵消，合
实 力为零，而表面层分子处于力场不对称的环境中，液体内部分
验原理 子对它的作用力远大于液面上蒸气分子对它的作用力，从而使
它受到指向液体内部的拉力作用，故液体都有自动缩小表面积
径成反比，遵循拉普拉斯公式：
P 2
（8）
R
式中，Δ p 为附加压力；γ 为表面张力；R 为气泡的曲率