最大气泡法实验报告

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张力_实验报告

张力_实验报告

一、实验目的1. 了解液体表面张力的概念及其影响因素。

2. 掌握最大气泡法测定液体表面张力的原理和操作方法。

3. 通过实验,测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力,并计算饱和吸附量和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:液体表面分子所受的吸引力大于液体内部分子所受的吸引力,使得液体表面分子趋向于减少表面积,形成球形。

这种沿液体表面的收缩力称为表面张力。

2. 最大气泡法:最大气泡法是一种测定液体表面张力的方法,通过测量气泡在液体中上升过程中的最大压力,进而计算表面张力。

根据拉普拉斯方程,气泡内外的压力差与表面张力成正比。

3. 拉普拉斯方程:ΔP = γ(1/R1^2 + 1/R2^2),其中ΔP为气泡内外压力差,γ为表面张力,R1和R2分别为气泡半径。

4. 吉布斯吸附等温式:Γ = γθ/RT,其中Γ为吸附量,θ为表面过剩摩尔数,R为气体常数,T为温度。

5. 兰格缪尔单分子层吸附公式:Γ = Kc(1 + Cs/Ks),其中Kc为吸附平衡常数,Cs为溶液浓度,Ks为饱和吸附量。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:最大气泡仪、秒表、U型压力计、恒温槽、移液管、滴定管等。

2. 试剂:正丁醇、蒸馏水、无水乙醇等。

四、实验步骤1. 准备最大气泡仪,将毛细管插入样品管中,确保毛细管与样品管底部接触。

2. 将样品管放入恒温槽中,调节温度至所需值。

3. 将正丁醇溶液分别配制不同浓度,用移液管准确移取一定体积的正丁醇溶液,加入样品管中。

4. 打开最大气泡仪,观察气泡在液体中上升过程,记录气泡逸出时的最大压力值。

5. 重复步骤3和4,分别测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。

6. 根据拉普拉斯方程,计算不同浓度正丁醇溶液的表面张力。

7. 利用吉布斯吸附等温式和兰格缪尔单分子层吸附公式,计算饱和吸附量和正丁醇分子的截面积及吸附层的厚度。

五、实验结果与分析1. 表面张力随浓度的变化:实验结果表明,随着正丁醇溶液浓度的增加,表面张力逐渐减小。

物理化学实验报告-表面张力讲解

物理化学实验报告-表面张力讲解

溶液表面张力的测定——最大气泡法实验者:杨岳洋 同组实验者:张知行学号:2015012012 班级:材54实验日期:2016年10月10日助教:汤妍1 引言1.1实验目的(1)测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。

(2)根据吉布斯公式计算正丁醇溶液的表面吸附量。

(3)掌握用最大气泡法测定表面张力的原理和技术。

1.2实验原理在液体内部,任何分子受周围分子的吸引力是平衡的。

可是表面层的分子受内层分子的吸引与受表面层外介质的吸引并不相同,所以,表面层的分子处于力不平衡状态,表面层的分子比液体内部分子具有较大势能,如欲使液体产生新的表面,就需要对其做功。

在温度、压力和组成恒定时,可逆地使表面积增加dA 所需做的功为dA W γδ=- (1)比例系数γ表示在等温等压下形成单位表面所需的可逆功,其数值等于作用在界面上每单位长度边缘的力,称为表面张力。

纯物质表面层的组成与内部的组成相同,因此纯液体降低表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。

对于溶液,由于溶质使溶剂表面张力发生变化,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,表面层溶质的浓度比内部的浓度低。

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。

显然,在指定的温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的浓度及溶液的表面张力随浓度的变化率有关,从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯公式:PT dc d RT c 、⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γγ (2) 式中:Г为表面吸附量(mol •m -2);γ为表面张力(N •m -1);c 为溶质的浓度(mol •m -3);T 为热力学温度(K );R 为摩尔气体常数(8.314 J •mol •K -1)。

Г值可正可负,正值为正吸附,负值为负吸附。

显然,Г不仅能表明吸附的性质,而且其值还能说明表面吸附的程度:Г=0表明无吸附现象;其值越远离0;表明吸附程度越大。

物理化学实验报告

物理化学实验报告

物理化学实验报告实验人:*****学号:*********班级: **********实验日期:2012/3/17实验一计算机联用测定无机盐溶解热一、实验目的的积分溶解热。

(1)用量热计测定KNO3(2)掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程动态曲线的方法。

二、实验原理盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程:晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程,后者为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

因此,盐溶解过程最终是吸热或放热,是由这两个热效应的相对大小决定的。

在恒压条件下,由于量热计为绝热系统,溶解过程所吸收的热或放出的热全部由系统温度的变化放映出来。

如下图:v1.0 可编辑可修改△H△H 1=0绝热由图可知,恒压下焓变△H 为△H 1和△H 2之和,即:△H=△H 1+△H 2 绝热系统,Q p =△H 1所以,在t 1温度下溶解的恒压热效应△H 为:△H=△H 2=K (t 1-t 2)=-K(t 2-t 1) 式中K 是量热计与KNO 3水溶液所组成的系统的总热容量,(t 2-t 1)为KNO 3溶解前后系统温度的变化值△t 溶解。

设将质量为m 的KNO 3溶解于一定体积的水中,KNO 3的摩尔质量为M ,则在此浓度下KNO 3的积分溶解热为:△sol H m =△HM/m=-KM/m ·△t 溶解 K 值可由电热法求取。

K ·△t加热=Q 。

若加热电压为U ,通过电热丝的电流强度为I ,通电时间为τ则:K ·△t 加热=IU τ 所以K =IU τ/△t 加热真实的△t 加热应为H 与G 两点所对应的温度t H 与t G 之差。

三、 试剂与仪器试剂:干燥过的分析纯KNO 3。

仪器:量热计,磁力搅拌器,直流稳压电源,半导体温度计,信号处理器,电脑,天平。

四、 实验步骤1用量筒量取100mL 去离子水,倒入量热计中并测量水温。

2称取~(精确到量热器+水+ KNO 3量热器+ KNO 3水溶液量热器+ KNO 3水溶液±)。

物理化学实验报告:最大泡压法测定溶液的表面张力

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。

表面张力的测定

表面张力的测定

大学化学实验II实验报告——物理化学实验学院:化学与化工学院专业:班级: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:(3)根据朗格缪尔(Langmuir)公式:(单分子层吸附)KcKc +Γ=Γ∞1 (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:浓度(mol/l)0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.16 0.20 0.24△P最大(kpa)598 553 536 499 475 467 425 409 391实验数据处理平均温度=17.8℃平均大气压=88.87kpa 表面张力—浓度关系曲线由上图可计算的个点的Γ,结合温度制的下图正丁醇溶液吉布斯吸附等温线:再以c/Γ对c作图得知该直线的斜率为0.013×107,则根据∞∞Γ+Γ=ΓK c c 1 1/∞Γ=1.3×105 1/(K ∞Γ)=0.811×107所以正丁醇饱和吸附量∞Γ=1/(1.3×105)=7.692×10-6mol·m -2问题讨论及 误差分析 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?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。

七、最大气泡法测定溶液的表面张力

七、最大气泡法测定溶液的表面张力

宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 化工114班 姓名 提子 序号 17 同组姓名 指导老师 胡爱珠 杨建平 实验日期 2013.5.21 实验名称 实验七 最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、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、表明自由能、表面张力和吸附量关系的理解。

二、实验原理1、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吸附等温式: 根据朗格缪尔公式:以c/Г对c 作图,得以直线,该直线的斜率为1/Г∞三、实验仪器、试剂1、仪器:最大泡压表面张力仪1套、洗耳球1个、移液管(50ml 和1ml)各1只、烧杯(500ml)2、试剂:正丁醇(分析纯)、蒸馏水 四、实验步骤1、仪器准备与检漏将表面张力仪容器和毛细管先用洗液洗净,再顺次用自来水和蒸馏水漂洗,烘干后按图接好。

检查是否漏气。

2、仪器常数的测定调节液面与毛细管端相切,并调节分液漏斗,使气泡由毛细管尖端成单泡逸出,且速度控制在每分钟形成气泡5-10个。

当气泡刚脱离管端的一瞬间,压力计中液位差达到最大值,此时记录下Δp 最大值;改变气泡逸出速率(控制在每分钟5-10个),再依此记录2次,取其平均值。

再由手册中查出实验温度时水的表面张力,求得仪器常数K 。

3、表面张力随溶液浓度变化的测定在上述体系中,按浓度从低到高的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的Δp 最大值,每次置换溶液前都先用新溶液润洗2次,再按2方法测定。

五、数据记录与处理1、计算仪器常数K 和溶液表面张力γ,绘制γ-c 等温线。

室温:27.9℃ 大气压力:100.21Kpa 恒温槽温度:30℃ γ水:71.18×10-3 N/m K:1.1041×10-4c d RT dcГγ=-Kc1KcГГ∞=+c 1+Kc c 1 K K ГГГГ∞∞∞==+2RP γ∆=max 2RP γ∆=maxK p γ=∆浓度c(mol/dm3) 水0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.16 0.2 0.24Δpm ax(Pa) 644.7 621.3 576.0 542.3 515.7 491.7 471.7 449.0 419.0 397.7 Δpmax1(Pa)646 622 577 542 515 493 470 451 418 398 Δpmax2(Pa)643 621 576 543 517 490 472 448 419 397 Δpmax3(Pa)645 621 575 542 515 492 473 448 420 398 γ×10-3(N/m) 71.18 68.60 63.60 59.88 56.94 54.29 52.08 49.58 46.26 43.91 由图表数据作γ-c等温线图:由图1可得Y = 0.07142-0.20629*X+0.39219*X2可以得到γ-c的关系式为Y = 0.07142-0.20629*C+0.39219*C2由此得到dγ/dc=0.78438c-0.20629将不同的c值代入上式,就可以得到在不同浓度c下的dγ/dc了。

最大气泡法测定液体表面张力的实验报告

最大气泡法测定液体表面张力的实验报告

实验六最大气泡法测定液体表面张力
[日期:2008-06-18] 来源:作者:[字体:大中小]
由此,测定溶液的浓度和表面张力,可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。

结果正确的关键在于曲线光滑和切线的确定。

如是手工处理,画切线可采用镜面反射法。

七、思考题
1.表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定,温度变化对表面张力有何影响,为什么,
2.实验如用U型管压差计,工作液应选什么为宜?
3.用最大气泡法测量表面张力时为什么要读最大压差?
4.滴液漏斗的放液速度对本实验有何影响?
八、进一步考虑的问题
一般教科书都用上式来分析Г—c的关系,并将Г∞称为饱和吸附量。

但是,表面吸附量Г的概念是一种表面超量(表面过剩),是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差。

因此从表面超量角度理解,当浓度较低时,由于溶质(具表面活性)优先排布在溶液表面层,使Г随浓度增加而增加。

当浓度增大到一定值后,再增加溶质浓度,必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小,直到浓度无限大时,这个差值为零。

因此吸附量Г达到极大值后,会逐渐减少,直到Г∞=0。

显然上式没有体现这一特征。

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物理化学实验报告-溶液表面张力的测定及等温吸附(2)

物理化学实验报告-溶液表面张力的测定及等温吸附(2)

p最大 = p大气 − p系统 = ∆p
毛细管内气体压力必须高于大试管内液面上压力的附加压力以克服气泡的表面张力,此附加压力∆p与 表面张力γ成正比,与气泡的曲率半径R成反比,其关系式为:
2γ ∆p = R
如果毛细管半径很小,则形成的气泡基本上是球形的。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与毛细管内半径r相等,曲率半径达到最小值。
数字式微压差测量仪当表面张力仪的活塞使水缓慢下滴而减小系统压力这样毛细管内液面上受到一个比试管中液面上大的压力当此压力差在毛细管尖端产生的作用力稍大于毛细管管口液体的表面张力时气泡就从毛细管口逸出这一最大压力差可由数字式微压差测量仪测出
1.精密恒温水槽;2.带有毛细管的表面张力仪; 3.滴液漏斗;4.数字式微压差测量仪
答:实验中,气泡的速度对实验数据有很大的影响。速度过快,会使数据变大。因此,保持相同的气泡速
度对于实验的成败有很大的关系。而实验装置中,随着滴液漏斗中水的不断流出,滴液的速度会减慢,装
置的此处有待改进。另外,毛细管的竖直以及毛细管进入液面的深度,对于测定结果都有一定的影响,实

验中应该注意。实验的数据处理也是很关键的一步,对测量结果有较大影响。
=
71.97 280.7
=
0.2564
mN

m−1

Pa−1
2. 求出各浓度正丁醇溶液的表面张力。
γ溶液 = K∆p溶液
表 1 正丁醇溶液表面张力的测定数据记录表
c mol ∙ L−1
0
0.02 0.04 0.06 0.09 0.12 0.16 0.2 0.24
∆pm1 Pa ∆pm2 Pa ∆pm3 Pa ∆pm Pa γ mN ∙ m−1
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竭诚为您提供优质文档/双击可除最大气泡法实验报告篇一: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。

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。

(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=po-ps。

(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=po+ps。

(6)这一合力ps,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:ps=2σ/R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。

4、最大泡压法测定溶液的表面张力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。

5、溶液中的表面吸附(1)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。

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:Δp=2σ/R(2)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,根据上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,直到气泡逸出。

根据上式,R=r 时的最大附加压力为:?p最大=2?rr或p最大??g?h最大r22(3)对于同一套表面张力仪,毛细管半径r,测压液体密度、重力加速度都为定值,因此为了数据处理方便,将上述因子放在一起,用仪器常数K 来表示,上式简化为:??K?h最大式中的仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得,通常用纯水来标定。

6、溶液中的表面吸附-吸附现象的发生在定温下纯液体的表面张力为定值,只能依靠缩小表面积来降低自身的能量。

通常见到小露珠为球形,为什么?而对于溶液,既可以改变其表面张力,也可以减小其面积来降低溶液表面的能量。

通常以降低溶液表面张力的方法来降低溶液表面的能量。

当加入某种溶质形成溶液时,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:?=-cd?)TRTdc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溶液中的浓度。

g>0,正吸附,溶液表面张力降低:表面活性物质。

g 8、被吸附分子截面积计算(1)、饱和吸附量Г∞:对于正丁醇的吸附等温线,满足随浓度增加,吸附量开始显着增加,到一定浓度时,吸附量达到饱和,因此可以从吸附等温线得到正丁醇的饱和吸附量Г∞。

(2)、也可以假定正丁醇在水溶液表面满足单分子层吸附。

根据朗格谬尔(Langmuir)公式:?=?(:最大气泡法实验报告)?kc1?kcГ∞为饱和吸附量,即表面被吸附物铺满一层分子时的Г,ckc+1c1==??kk??以c/Г对c作图,得一直线,该直线的斜率为1/Г∞。

被吸附分子的截面积:so=1/(Г∞n)(n为阿佛加得罗常数)。

吸附层厚度:?=溶质的密度ρ,分子量m三、仪器与试剂最大泡压法表面张力仪1套;吸耳球1个;移液管(50mL,1支、1mL,1支);烧杯(500mL,1只);温度计1支。

正丁醇(A.R.);蒸馏水。

??m?四、实验步骤(1)仪器准备与检漏将表面张力仪容器和毛细管洗净、烘干。

在恒温条件下将一定量蒸馏水注入表面张力仪中,调节液面,使毛细管口恰好与液面相切。

打开抽气瓶活塞,使体系内的压力降低,当u型管测压计两端液面出现一定高度差时,关闭抽气瓶活塞,若2~3min内,压差计的压差不变,则说明体系不漏气,可以进行实验。

(2)仪器常数的测量打开抽气瓶活塞,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约为5~10s。

当气泡刚脱离管端的一瞬间,压差计显示最大压差时,记录最大压力差,连续读取三次,取其平均值。

再由手册中,查出实验温度时,水的表面张力σ,则仪器常数K=?水?h最大(3)表面张力随溶液浓度变化的测定用移液管分别移取0.0500mL,0.150mL,0.300mL,0.600mL,0.900mL,1.50mL,2.50mL,3.50mL,4.50mL正丁醇,移入9个50mL的容量瓶,配制成一定浓度的正丁醇溶液。

然后由稀到浓依次移取一定量的正丁醇溶液,按照步骤2所述,置于表面张力仪中测定某浓度下正丁醇溶液的表面张力。

随着正丁醇浓度的增加,测得的表面张力几乎不再随浓度发生变化。

五、数据记录与处理①计算仪器常数K和不同浓度正丁醇溶液的表面张力σ,绘制σ-c等温线。

温度t=25.5℃Δh最大=0.0695mσK=σ水÷Δ水=71.82×10-3n/mh最大=(71.82×10-3÷0.0695)n/m2=1.0334×10-2n/m2正丁醇的密度ρ=0.8097g/mL,相对分子质量m=74.12g/mol由σ=K×Δh最大和c=ρV/(50×10-3L?m)进行计算:利用仪器常数K可计算不同浓度正丁醇溶液的表面张力为:V/mL0.0500.1500.3000.6000.9001.5002.5003.5004.500(mol/L)c0.01090.03280.06570.13110.19670.32780.54640.76500.9 835Δh1(cm)Δh2(cm)Δh3(cm)Δh平均值(cm)6.856.495.755.084.504.033.903.433.066.806.505.705.1 04.603.963.803.443.006.846.455.725.154.553.993.833. 403.036.836.485.725.114.553.993.843.423.03 图3σ-c等温线图②根据吉布斯吸附等温式,求出Г,c/Г。

根据公式Гr=-cd?)TRTdc篇二:最大泡压法实验报告华南师范大学实验报告学生姓名xxx学号xxxxxxxxxxx专业xxxxxx年级、班级xxxxxxxxx课程名称xxxxxx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20XX 年4月11日实验指导老师xxxxxx实验评分合作者:xxxxxxxxxx室温:20.0℃福廷气压计大气压:1024.0hpa(768.07mmhg)大气压校正值:1020.7hpa(765.56mmhg)一、前言广义上,表面张力存在于任何两相界面处。

对于一般溶液,表面张力是指液体限制其表面增大以及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力。

表面张力的存在,产生了弯曲液面下的附加压力,从而引起了毛细现象。

当往溶剂中加入某种溶质时,更会使溶剂表面张力发生变化,形成表面吸附现象。

因此测定溶液表面张力,对于研究界面化学,具有重要意义。

最大泡压法测量溶液的表面张力实际上是毛细管上升法的一个逆过程。

系统抽气减压,压力差在毛细管端面上产生的作用力刚大于液体表面张力时,气泡即会脱出,从而可从压力差大小计算出表面张力。

通过表面张力的测量,即可了解溶液界面处的许多性质。

二、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。

三、实验原理(1)表面张力的产生在液体的内部任何分子周围的吸引力是平衡的(此处不考虑分子间斥力的影响)。

但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,而且前者的作用力要比后者大。

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