表面张力

表面张力
表面张力

液体及其表面张力

基本知识

一、表面张力

表面张力系数定义1

表面张力系数定义2

表面张力系数定义3

例题1水和油边界的表面张力系数为α=1.8×10-2 N/m ,为了使1.0×10-3 kg 的油珠在水内

散成半径为r =10-6 m 的小油滴,若油的密度为900 kg/m 3,问至少做多少功?

影响表面张力系数的因素

球形液面内外的压强差

例题2将压强为p 0=1atm 的空气等温地压缩进肥皂泡内,最后吹成半径为r=2.5cm 的肥皂泡,求吹肥皂泡过程中所需做的功。已知肥皂液的表面张力系数为4.52

10-?N/m

二、液体与固体接触处的表面现象

三、毛细现象

巩固

1在20平方公里的湖面上,下了一场50mm的大雨,雨滴的半径r=1.0mm.。设温度不变,求释放出来的能量。

2图是测表面张力系数的一种装置,先将薄铜片放入待测液体中,

慢慢提起铜片,使它绝大部分都露出液面,刚要离开但还没有离开液面,

测得此时所用的上提力f,既可测得表面张力系数。设测液体与铜片的接

触角θ=0,铜片的质量=5.0×10-4㎏,铜片的宽度L=3.977×10-2m,厚度

d=2.3×10-4m,f=1.07×10-2N,求液体表面张力系数。

3一球形泡,直径等于1.0×10-5,刚处在水面下,如水面上的气压为1.0×105N·m-2,求泡内压强。已知水的表面张力系数α=7.3×10-2N·m-1

4一个半径为1.0×10-2m的球形泡,在压强为1.0136×105N·m-2的大气中吹成。如泡膜的表面张力系数α=5.0×10-2N·m-1,问周围的大气压强多大,才可使泡的半径增为2.0×10-2m?设这种变化在等温情况下进行的.

5在深为h=2.0的水池底部产生许多直径为d=5.0×10-5m的气泡,当他们等温地上升到水面上时,这些气泡的直径多大?水的表面张力系数α=7.3×10-2N·m-1.

6将少量水银放在两快水平的平玻璃板间.问什么负荷加在上板时,能使两板间的水银厚度处处都等于1.0×10-3m2?设水银的表面张力系数α=0.45N·m-1.,水银与玻璃角θ=135o.

7在如图8-7所示的U形管中注以水,设半径较小的毛细管A的内径r=5.0×10-5m,较大的毛细管B的内径R=2.0×10-4m,求两管水面的高度差h.的表面张力系数为a=7.3×10-2N·m.

8在内径为R1=2.0×10—3m的玻璃管中,插入一半径为R2=1.5×10—3m的玻璃棒,棒与管壁间的距离是到处一样的,求水在管中上升的高度.已知水的密度 103kg/m3,表面张力系数α=7.3×10—2N·m —1,与玻璃的接触角θ=0.

9玻璃管的内径d=2.0×10-5m,长为L=0.20m,垂直插入水中,管的上端是封闭的.问插入水面下的那一段的长度应为多少,才能使管内外水面一样高?已知大气压P0=1.013×105N·m-2,水的表

面张力系数=7.3×10-2N·m-1,水与玻璃的接触角.

10将一充满水银的气压计下端浸在一个广阔的盛水银的容器中,读数为p=0.950×105N·m-2.

(1)求水银柱高度.

(2)考虑到毛细现象后,真正的大气压强多大?已知毛细管的直径d=2.0×10-3m,接触角π,水银的表面张力系数α=0.49N·m-1.

(3)若允许误差 0.1%,求毛细管直径所能允许的极小值.

11两铅垂玻璃平板部分浸入水中,设其间距为d=0.50mm,问两板间的水上述的高度h为多少,已知水的表面张力系数α=7.3×10—2N·m—1,与玻璃的接触角θ=0.

12在半径r=0.30mm的毛细管内注入水,在管的下端形成一半径R=3.0mm的水滴,求管中水柱的高度

最大泡压法测定溶液的表面张力

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,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。 二、实验原理 1、表面张力的产生 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。 在温度、压力、组成恒定时,每增加单位 表面积,体系的表面自由能的增值称为单位表面的表面能(J·m-2)。若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)。事实上不仅在气液界面存在表面张力,在任何两相界面都存在表面张力。表面张力的方向是与界面相切,垂直作用于某一边界,方向指向是表面积缩小的一侧。 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。 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 静止液体的表面在某些特殊情况下是一个弯曲表面。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。 弯曲液体表面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外压力不同。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 ;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 。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。 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)。 3、毛细现象 毛细现象则是弯曲液面下具有附加压力的直接结果。假设溶液在毛细管表面完全润湿,且液面为半球形,则由拉普拉斯方程以及毛细管中升高(或降低)的液柱高度所产生的压力 P=gh ,通过测量液柱高度即可求出液体的表面张力。这就是毛细管上升法测定溶液表面 张力的原理。 此方法要求管壁能被液体完全润湿,且液面呈半球形。 4、最大泡压法测定溶液的表面张力 实际上,最大泡压法测定溶液的表面张力是毛细管上升法的一个逆过程。其装置图如所示,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,由于毛细现象液面即沿毛细管上升,打开抽气瓶的活塞缓缓抽气,系统减压,毛细管内液面上受到一个比表面张力仪瓶中液面上(即系统)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,其关系式为拉普拉斯公式:R p σ2=?. P s = 2σ R

水表面张力介绍

水表面张力介绍 表面张力 表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常,处于液体表面层的分子较为稀薄,其分子间距较大,液体分子之间的引力大于斥力,合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 1基本信息 多相体系中相之间存在着界面(interface)。习惯上人们仅将气-液,气-固界面称为表面(surface)。 表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。将水分散成雾滴,即扩大其表面,有许多内部水分子移到表面,就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy)。 2相关数据 在293K下水的表面张力系数为72.75×10-3N·m-1,乙醇为22.32×10-3N·m-1,正丁醇为24.6×10-3N·m-1,而水-正丁醇(4.1‰)的界面张力为34×10-3N·m-1。 表面张力的测值通常有多种方法,实验室及教科书中,通常采用的测试方法为最大气泡压法。由于其器材易得,操作方法相对易于学生理解表面张力的原理,因而长期以来是教学的必备方法。 作为表面张力测试仪器的测试方法,通常有白金板法(du Nouy method)\白金环法(Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等。 3测定方法 (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,随着浓度的增加,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,曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果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折可能变得不明显,但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴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,曲线的转折点即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,如果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,因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径),推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净,避免灰尘的污染。 (4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变,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

溶液表面张力的测定(精)

溶液表面张力的测定-最大气泡法 Determination of Surface Tension Using Maxinum Bubble Pressure Method 一、实验目的及要求 1.掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 2. 学会以镜面法作切线,并利用吉布斯吸附公式计算不同浓度下正丁醇溶液的表面吸附量。 3. 求正丁醇分子截面积和饱和吸附分子层厚度。 二、实验原理 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1所示)。 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值 图1 分子间作用力示意图 ΔG称为单位表面的表面能其单位为J.m-3。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。欲使液体表面积加△S时,所消耗的可逆功A为: 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。当加入溶质后,溶剂的表面张力要发生变化,。根据能量最低原理,若溶液质能降低溶剂的表面张力,则表面层溶质的浓度应比溶液内部的

液体表面张力与液体表面现象

液体的表面张力与液体的表面现象 在日常生活中,只要你稍加留意,就会观察到许多与液体表面张力有关的现象。如草叶上晶莹剔透的露珠,荷叶上滚动着的小水滴,玻璃板上的小水银滴等,它们为什么都是球形或近似球形?这就是因为液体表面张力的作用结果。当用细管吹出一个个五彩缤纷的肥皂泡时,在泡膜的表面上就布满了液体表面张力。用数学可以证明,在体积相同的各种形状的几何体中,球体的表面积最小。正是由于表面张力的作用,才会出现露珠、小水银滴等都收缩为球形的现象。 你若有机会观察护士给病人输液,你会看到在输液之前,护士总是要把输液管中的空气泡排除干净。不然的话,若让那些气泡混入人体血管中,在表面张力的作用下,气泡将会阻碍血液的正常流动。 下面就来分析一下液体的表面张力,以及液体表面现象发生的原因。 1 表面张力的成因、大小和方向 表面张力就是促使液体表面收缩的力。液体与气体的交界面(属于液体薄层),称为表面层。在表面层中,液体分子因受到液体内部分子的引力,而有一部分会被拉入液体内,致使表面层液体分子密度小于液内分子密度。表面层中液体分子的这种布局,使得液体表面层就像一张“绷紧”的橡皮膜,而具有收缩趋势。表面层一直处在具有收缩趋势的表面张力作用之下。 这里应指出,液体表面张力与橡皮膜张力在本质上是不同的。橡皮膜的分子间距会随着膜面积的增大而增大。而液体表面张力却不受面积变化的影响,当液体表面层面积增大时,液内分子会自动进入液面来补充,从而维持液面内分子间距不变。 可以用一个很简单的实验,来可说明表面张力的存在。取一段铜丝制成一个直径约 cm ~85的圆环,在环上跨系一根细红线(用红线易于观察) 。将环浸入洗洁精溶液再取出,环上蒙了一层液膜,这时用粉笔头轻触线一侧的液膜,原来自由弯曲的红线则立即被液膜拉向另一侧,成为一段张紧的弧线。实验表明,液体表面具有收缩到最小面积的趋势。同时它还表明,表面张力的方向垂直于任一周界线且与液面相切。 理论和实验表明,表面张力的大小,可用如下公式表示: ???==)(2)(双表面层单表面层L F L F αα 上式中,α称为表面张力系数。α与液体的种类、温度等因素有关。不同的液体,α不同;同一种液体,α随温度升高而减小。另外,α也与液体中的杂质有关。因此,当人体使用了某些药物后,血液或尿液的表面张力系数则会发生变化。 在生活中有许多与表面张力有关的现象。例如,对人来说,重力有时会造成很大的麻烦。人若不慎从高处落下,可能会被摔得不轻。而小昆虫一点也不害怕重力,它在落下时一点危险也没有。但表面张力对某些昆虫来说则有可能造成很大威胁,小昆虫有时最怕表面张力。当一个成人从浴池中站起时,他身上会带起厚约mm 2.0的一层水,这些水大约kg 5.0,不到人体重的%1,这对人来说不会感到有什么负担。即使是人的全身涂满了肥皂泡沫,其表面张力对人也不会产生任何威胁。而一只蚊子一旦被肥皂泡沫弄湿,它将很危险。这时蚊子将难逃表面张力“法网”。

最大泡压法测定溶液表面张力

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。 4.绘制Г—c 吸附等温线,提高作图能力 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边缘上的力,即表面张力(N·m -1),此二者是等价的。 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: S W ??=γ' (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) 图1 液体表面与内部分子受力情况图

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。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

表面张力

表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。表面张力(surface tension)是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 ①表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面上。如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。 ②表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界 部分。是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和 分子间几乎是紧挨着的,分子间经常保持平衡距离,稍远一些就相吸,稍 近一些就相斥,这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散,而 只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子由于只显著受到 液体内侧分子的作用,受力不均,使速度较大的分子很容易冲出液面,成 为蒸汽,结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分 子分布来得稀疏。相对于液体内部分子的分布来说,它们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小,在这个特殊层 中分子间的引力作用占优势。因此,如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分。F表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力,F6表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力,这两部分的力一定 大小相等、方向相反。这种表面层中任何两部分间的相互牵引力,促使了 液体表面层具有收缩的趋势,由于表面张力的作用,液体表面总是趋向于 尽可能缩小,因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。 ③表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。可写成F=σL或σ=F/L。 比值σ叫做表面张力系数,它的单位常用dyn/cm。在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。 液膜表面张力系数=液膜的表面能/液膜面积=F表面张力/(2*所取线段长)。 表面张力系数与液体性质有关,与液面大小无关。

表面张力从力定义

表面张力从力定义:表面张力是作用在单位长度表面上的表面收缩力。从功定义:表面张力是增加单位表面所做的表面功。、从能定义:表面张力是单位表面所具有的表面能。溶胶包括扩散和沉降电动现象包括电泳、电渗、沉降电位和流动电位。溶胶的扩散双电层可分为两层,一层紧密层(也叫Stern 层或吸附层),另一层为扩散层。亲水地层,毛细管现象是动力。分子由亲水的极性部分和亲油的非极性部分组成,少量存在就能大大降低溶液表面张力的物质,即为表面活性剂。表面活性剂降低表面张力原因:再睡内部一个水分子收到周围水分子的作用力的合理为0,但在表面的水分子由于上层空间气体分子对他的吸引力小鱼内部也像分子对他的吸引力,该分子收到的合理部位0,其合理方向垂直只想液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小趋势,这种收缩力成为bmzl,加入便面活性剂bmhxj 具有qsjt与qyjt,为了保持稳定,亲友及伸向气相亲水基伸向水箱,亲友段与水分子间有吃力,降低了表面张力。hlb值越小,表面活性剂越亲油。表面活性剂的作用:①增溶作用②乳化作用③起泡作用 ④润湿作用 基本构造单元-单元片-基本结构层-粘土矿物。晶层:四面体晶片与八面体晶片以适当的方式结合,构成晶层(1)1:1型晶层:由一个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片构成(5层原子面)2:1型晶层:由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片构成(7层原子面)。粘土矿物的单位构造:基本结构层加上层间域。 晶格取代:在粘土矿物晶体中,一部分阳离子被另外阳离子所置换,产生过剩电荷的现象。 阳离子交换容量:分散介质pH=7时,1000g粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数(以一价阳离子毫摩尔数表示)造浆率:一吨干粘土所能配制粘度(表观粘度)为15mPa.s钻井液的体积数,m3/T。 高岭石特点A、1:1型粘土矿物。几乎不存在晶格取代,负电量少C、晶层间引力以氢键为主,引力强,晶层间距C=7.2?非膨胀型粘土矿物高岭石上下相临的层面,一面为OH面,另一面为O面,而O 与OH很容易形成氢键,层间引力较强,晶层间连接紧密,水分子不易进入晶层。 CEC低(30-150 mmol/kg) 在三种常见的粘土矿物中,高岭石的CEC最低。原因在于高岭石几乎不存在晶格取代,所以带负电荷很少,周围吸附的阳离子数目少,可发生交换的阳离子数目就更少了,所以CEC小。 E、造浆率低高岭石晶层间以氢键为主,引力较强,晶层间连接紧密,水分子不易进入晶层间,水化作用仅限于外表面,故水化分散能力差,造浆率低。 蒙脱石特点A、2:1型粘土矿物B、存在晶格取代C、晶层间引力以分子间力为主,引力弱。膨胀型 ◆蒙脱石上下相临的层面皆为O面,晶层间引力以分子间力为主,层间引力较弱,水分子易进入晶层。 ◆蒙脱石由于晶格取代产生较多的负电荷,在它周围必然会吸附等电量的阳离子,水化阳离子给粘土 带来厚的水化膜,使蒙脱石膨胀。 D、CEC 大E、造浆率高◆蒙脱石晶层间引力以分子间力为主,层间引力较弱,水分子易进入晶层, 引起蒙脱石水化膨胀。◆蒙脱石负电荷多,吸附阳离子数量多,水化阳离子给粘土带来厚的水化膜,使蒙脱石水化膨胀。因为蒙脱石具有很强的水化膨胀能力,造浆率高 伊利石特点A、2:1型粘土矿物B、存在晶格取代,取代位置主要在Si-O四面体中,C、晶层间引力以静电力为主。由于伊利石取代位置主要在Si-O四面体中,产生的负电荷离晶层表面近,与吸附的K+产生很强的静电力,层间引力较强,水分子不易进入晶层. C、晶层间引力以静电力为主,引力强 由于伊利石取代位置主要在Si-O四面体中,产生的负电荷离晶层表面近,与吸附的K+产生很强的静电力,层间引力较强,水分子不易进入晶层.?K+的大小刚好嵌入硅氧四面体片构成的六方网格内切圆空穴中,周围有12个氧与它配伍,起到连接作用,水分子不易进入晶层; D、CEC 介于高岭石与蒙脱石之间伊利石由于晶格取代作用产生的负电荷由K+来平衡,由于伊利石取 代位置主要在Si-O四面体中,产生的负电荷离晶层表面近,故与K+产生很强的静电力,K+不易交换下来。K+的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格形成的空穴中,起到连接作用,周围有12个氧与它配伍,因此,K+连接通常非常牢固,不易交换下来E、造浆率低

滴体积法测定液体表面张力

滴体积法测定液体表面张力 摘要:表面张力是液体的基本物化性质之一。采用自制的滴体积法实验装置, 以蒸馏水的表面张力作为标准,通过计算得到相关参数,从而利用相关联的参数测定和计算乙醇和异丙醇的表面张力。 关键词:滴体积法;表面张力;蒸馏水标准;关联参数 引言:表面张力是一种特殊的力,它是液体性质的一种表现。测定表面张力的方法有很多种,如毛细光上升法,滴体积法,最大气泡法,吊片法等。滴体积发最早是由Tate于1864年提出,经过Harkins和Brown严密的数学推理和精确的实验研究,得出了可将Tate定理应用与实际的校正系数。随后Wilkson及吴树森等人又将校正因子的范围进一步拓宽,最终使滴体积法成为测液体表面张力的一种基本方法。 实验部分: 实验原理: 液体在毛细管口成滴下落前的瞬间,落滴所受的重力与管口半径及液体的表面张力有关。用公式表示为: γ=F?V?ρ?g/R 其中V测出的液体体积,ρ为液体密度(g/mL),g为重力加速度( 98017cm1s-2),R为滴头半径,F为校正系数,它是为了校正液滴滴落过程中的变形和部分残留的影响而引入的。经过实验测定,校正系数是V/R3的函数,与待测液体表面张力,密度,粘度及滴管材料无关。校正系数与V/R3的经验关系已用列表形式给出。曲线形状见图: 通过测定蒸馏水,得到V和ρ,然后通过书上查表得到相应的表面张力γ值,通过γ=F?V?ρ?g/R关系式,得到校正系数F和针头半径R的关系式。然后又因为和V/R3 的关系,通过查表,得到相应的使两个关系式成立的R,然后带入测定乙醇和异丙醇的公式中(因为整个实验使用同一套装置),通过查表得相应

神奇的表面张力讲解学习

神奇的表面张力

神奇的表面张力 同学们,水是自然界中常见的物质。你们知道吗?它有许多神奇的特性。本期水娃娃将带你研究水的神奇特性之――水的表面张力。生活在线 2013年6月20日,神舟十号航天员在天宫一号上开展基础物理实验,为全国6000多万中小学生展开了一场别开生面的太空授课。其中,王亚平老师的水球实验格外引人注目。那晶莹剔透的水球如同水晶球一般充满了神奇的魔力,这就是水的表面张力在起作用啊。 水黾是水生半翅目类昆虫,体色呈黑褐色,身体细长,约22毫米,非常轻盈。它前脚短,可以用来捕捉猎物;中脚和后脚很细长,长着具有油质的细毛。当水黾在水面上行走时,脚上的这些小细毛不会破坏水的表面,反而使水的表面托住水黾的脚,使它不会沉入水中。它中间的两只脚则起到船桨的作用,使它可以在水面上自由地滑行。水黾就是利用了水的表面张力栖息于水面上。 水的表面张力无处不在,只要仔细观察,你就会发现很多有关水的表面张力现象。

同学们,把毛笔放入水中浸润后提起,你就会发现,毛笔的毛尖处就会聚拢成一点,这也是水的表面张力的作用。 雨后草叶上可爱的小水滴,夏秋晴朗的天气在荷叶上形成的小露珠,也是水的表面张力的作用形成的。 不仅如此,我们洗过的水果表面挂着的小水珠,以及我们流下的汗珠、眼泪都是水的表面张力在发挥着神奇的作用呢。 知道了这么多有关水的表面张力现象。那你知道水的表面张力究竟是一种什么样的力吗?本期我们将通过一些科学探究小实验,和你们一起认识水的神奇特性――水的表面张力。你准备好了吗?探究体验知?R解密什么是水的表面张力? 水是由许许多多的水分子组成的。表面的水分子紧紧靠拢在一起,它们之间有一种相互吸引的力,这就是水的表面张力。水的表面张力就像在水的表面形成了一层像“皮肤”一样的水膜,能够包裹着里面的水不流出来,像我们在实验中不断地添加曲别针,水面凸起来了,而水却没有流出来,再如自然界中的露珠、汗珠呈球状等等。水的表面张力是一种神奇的力,但它只能够托起数量有限的比较轻小的物体,如曲别针等。

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。 2、 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。 3、 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 1. 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dA 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/m 2)。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”。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之间的关系式: T c d RT dc σ??Γ=- ??? 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;c 为溶液浓度(mol/m 3);R 为气体常数。 当0T d dc σ??< ???时,0Γ>称为正吸附;反之当0T d dc σ?? < ???时,0Γ<称为负吸附。前者表明 加入溶质使液体表面张力下降,此类物质称表面活性物质。后者表明加入溶质使液体表面张力升高, 此类物质称非表面活性物质。因此,从Gibbs 关系式可看出,只要测出不同浓度溶液的表面张力,以σ~c作图,在图的曲线上作不同浓度的切线,把切线的斜率代入Gibbs 吸附公式,即可求出不同浓度时气~液界面上的吸附量Γ。

水的表面张力

水的表面张力【摘要】:. 水随处可见,是一种很平常的物质,但是如果深入研究,却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力,表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象,并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。【关键词】:表面张力洗涤剂曲别针【正文快照】:水随处可见,是一种很平常的物质,但是如果深入研究,却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力,表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象,并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。1,设计实验实验目的:了解水的表面张力,知道液体的表面张力在生活中的应用.实验器材:曲别针一枚,玻璃杯一个,洗涤剂(如洗洁精、洗衣粉),清水.2.实验操作(1)将准备好的玻璃杯中装满水.(2)向装满水的玻璃杯中加入一枚曲别针,放在平静的水面,我们发现针是浮着的。(3)然后拿起洗涤剂,往水里一挤,曲别针就沉下去了。这是因为水分子紧紧地结合在一起,产生了表面张力,把曲别针给“撑”了起来。上述实验中,由于加入了洗清液,这种有机化合物降低了清水表面的张力。所以,原本浮在水上的曲别针下沉了。那么什么是表面张力呢。下面,我们来解释一下这个概念。表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。通过实验我们发现水有表面张力,表面张力是水表面的一个重要性质,而洗精液等有机化合物会破坏水的表面张力。我们发现水的表面张力还可以解释生活中的一些现象,如水滴在荷叶上会形成水珠,水黾可以在水面上滑行,刚洗净的苹果上挂着的水珠、水龙头上蠢蠢欲滴的水滴等。

第3章-第1节 液体的表面张力

第1节液体的表面张力 1.实验:回形针、硬币漂在水面上 (1)现象:当回形针或硬币漂浮在水面上时,托起回形针或硬币的水面稍有弯曲,就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样. (2)结论:液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力. 2.实验:观察肥皂膜的变化 (1)现象 ①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回. ②肥皂膜里的棉线圈,当刺破圈内肥皂膜,棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧,形成圆形. (2)结论:液体的表面类似于张紧的弹性薄膜,具有收缩的趋势. 3.实验结论 由实验知,液体表面有一种收缩的趋势,正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形. 1.液体的表面都有收缩的趋势.(√) 2.昆虫不落入水中,是因为受到了向上的支持力.(√) 3.体积相同的各种形状物体中,球形物体表面积最大.(×) 小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗? 【提示】不是.小木船漂浮在水面上是由小木船受到了水对船的浮力引起

的,而不是由水面的收缩趋势引起的. 探讨:如图3-1-1所示是液体表面附近分子分布的大致情况.请结合图片思考:液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点? 图3-1-1 【提示】液体表面层内分子间距离较大,大于分子在平衡位置的距离,分子力表现为引力. 1.液体内部分子的运动特点 在液体内部,每个分子周围有许多分子.当某个分子从平衡位置向某一方向运动时,它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引,另一方面又要受到所靠拢的那个方向的分子的推斥.引力和斥力的数量级相同,通常可认为其大小相等,因此,液体内部分子只能在平衡位置附近振动,分子间距等于r0. 2.液体表面分子的分布 液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时,因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小,不起显著作用,它只受到内部分子的吸引力,因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大,使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大,一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围,成为蒸汽分子,结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏,分子间的距离就比较大(r>r0). 1.关于液体表面的收缩趋势,错误的说法是() A.因为液体表面分子的分布比内部密集,所以有收缩趋势 B.液体表面分子的分布和内部相同,所以有收缩趋势 C.因为液体表面分子的分布比内部稀疏,所以有收缩趋势 D.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用,使液体表面有收缩趋势 E.液体表面层分子间距r>r0,分子力为引力 【解析】液体表面层内分子比液体内部分子分布稀疏.在液体内部分子间

液体表面张力系数测量数据处理

大学物理实验3.5液体表面张力系数的测量测量校准曲线,得出斜率k和截距-b; 测量时单位为f’/Mn*m-1,f/mg; 可通过以下C语言程序计算表面张力系数及不确定度 #include #include #include void BIAOMIANZHANGLI(float k,floatb,floatnum[],float m[])/*计算表面张力*/ { inti; float t=0.0;/*m[]记录表面张力*/ for(i=0;i<5;i++) { m[i]=(num[i]+b)/k; printf("%.4f\t ",m[i]); } printf("\n"); } void ZHANGlixishu(intn,float m[],float a[])/*液体表面张力系数的计算*/ { /*a[i]记录表面张力系数*/

inti=0; for(i=0;i

表面张力

实验十二 溶液表面张力的测定 一、实验目的 1、掌握最大气泡法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。 3、.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及吸附层的厚度。 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ΔA ,就需对其做功,其大小应与ΔA 成正比: (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: (2) 式中:Γ—表面吸附量,mol ·m -2 ;σ—表面张力,N ·m -1;c —溶液浓度,mol ·m -3;T —热力学温度,K ;R —摩尔气体常数,其值为8.314 J ·mol -1·K -1。 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12-1看出(图12-1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12-1 被吸附分子在界面上的排列图 图12-2 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,它的排列方式在改变着,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12-1(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) (见图12-2),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。利用图解法进行计算十分方便,如图12-2所示,经过切点a 作平 σ (N/m 2 )

表面张力的测定_

实验十一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.测定不同浓度的正丁醇水溶液的表面张力,根据吉布斯吸附公式计算溶液表面的 吸附量,以及饱和吸附时每个分子所占的表面面积和饱和分子层厚度。 二、实验原理 处于液体表面的分子,由于受到不平衡的力的作用而具有表面张力。它的定义是在表面上垂直作用于单位长度上使表面积收缩的力,它的单位是mN/m.当加入溶质时,液体的表面张力会发生变化,有的会使溶液的表面张力比纯溶剂的高,有的则会使溶 液的表面张力降低。因此,溶质在表面的浓度与溶液本体的浓度不同。这就是溶液的 表面吸附现象。在一定温度和压力下,溶液的表面吸附量(?)与溶液的表面张力(σ)和溶液本体浓度(c)之间的关系为: 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。当加入溶质后,溶剂的表面张力要发生变化,。 根据能量最低原理,若溶液质能降低溶剂的表面张力,则表面层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增加,那么,表面层溶液质的浓度应比内部低。 这种现象为溶液的表面吸附。用吉布斯公式(Gibbs)表示: 中:为表面吸附量(mol.m-2),σ为表面张力(J.m-2)。表示在一定温度下表 面张力随浓度的改变率。即: (1)< 0,Г>0,溶质能增加溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度, 称为正吸附作用。 (2)>0,Г<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

表面张力介绍

表面张力 一、液体的表面张力产生的原因 1.首先,要理解什么是表面层,由液体的性质可知:液体中分子与分子之间的距离比气体分子之间的距离小得多,它的平均距离r0的数量级约为10-10m,当两个分子之间的距离大于r0,而小于10 r0时,也就是说分子间的距离在r0-10 r0之间时,此时,分子之间的作用力表现为引力,若分子间的距离大于10 r0,则引力趋于零,所以,我们可以认为液体分子之间的引力作用范围是一个半径不超过10 r0的球,只有球内的分子才对球心的分子有作用力,这个球的半径就称为分子引力作用半径。而液面下厚度约等于分子引力作用半径的一层液体称为液体的表面层。所以,凡是液体跟气体接触的表面,都会形成一个有两个表面的薄层,称为表面层。 2.其次,表面层内分子的分布,从两个角度认识表面张力。从分子动理论的观点分析:当分子间距小于分子引力作用半径时,它们之间才有相互作用的引力。如果我们在液体内部任取一分子P ,以P为球心,以分子引力半径R 为半径作一球,这样球外分子对P 无作用力,只有球内分子对P 的作用力。在液体内部和表面层分别取两个分子A和B,分子A在液体的内部,分子B在液体的表面层中。如图,液体中两个分子A和B受周围分子引力作用的情形。对A分子而言:受到的引力必定是球对称的,合力等于零。对B分子来说:它处于液面下厚度为R的表面层中,分子B的情形就不同了。B分子受到两种力的作用:液体和液外气体。但是由于气体的密度与液体相比是很小的,它们对液体分子的引力作用可以忽略。因而分子B所受的引力作用,不再是球对称的了,合力不再等于零。由于球体是左右对称,上下不对称的,所以对于B分子所受的其他分子的作用力,在水平方向上的分力相互抵消,合力方向应该为垂直液面向下的。这样,处于表面层中的液体分子,都受到垂直于液面并指向液体内部的力的作用。在这些力作用下,表面层内的所有液体分子均受有向下的吸引力,使液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势,从而把表面层紧紧拉向液体内部。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。当自由表面收缩时,在收缩的方向上必定有与收缩方向相反的作用力,这种表面层内分子间的分子力为引力的宏观表现,称为表面张力。 从能量观点来分析:由于表面层中的液体分子,受到液体内分子的引力都有指向液体内

实验十八最大气泡法测定溶液的表面张力.doc

实验十八最大气泡法测定溶液表面张力的测定 1 实验目的 (1) 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力,计算吸附量。 (2) 掌握最大气泡法测定溶液表面张力的原理和技术。 (3) 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及吸附层的厚度。 2 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ΔS,就需对其做功,其大小应与ΔS成正比: ' -σ S = ? W? (2.18.1) 如果ΔS为1m2,则-W′=σ是在恒温恒压下形成1m2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。水溶液表面张力与其组成的关系大致有三种情况: 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上的浓度与体相中的都不相同,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: (2.18.2) 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<0时,Г>0称为正吸附;当>0时,Г<0称为负吸附。通过实验若能测得表面张力与溶质浓度的关系,则可作出-C或 ln C曲线,并在此曲线上任取若干点作曲

相关文档
最新文档