表面张力的测定实验报告分析
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用力敏传感器测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面现象的理解。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面犹如张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势。
存在于液体表面上的这种张力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段，线段两边的液面均存在与线段垂直且沿液面切线方向的拉力 f，拉力 f 的大小与线段长度 L 成正比，比例系数即为液体的表面张力系数σ，其表达式为：σ ＝ f ／ L 。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
将一金属片框水平浸入液体中，然后缓慢向上提拉，在液膜即将破裂的瞬间，拉力 F 等于金属框所受的重力 mg 与液膜对框向下的拉力 f 之和。
由于液膜对框的拉力 f 等于表面张力系数σ 与所拉出液膜周长的乘积，即 f ＝2σ(L1 ＋L2) ，其中 L1 和 L2 分别为金属框的内、外边长。
当拉力 F 等于重力 mg 与液膜拉力 f 之和时，有：F ＝ mg ＋2σ(L1 ＋ L2) ，则表面张力系数为：σ ＝（F mg) ／ 2(L1 ＋ L2) 。
在实验中，力 F 可以通过力敏传感器测量，金属框的质量 m 可以用天平称量，L1 和 L2 可以用游标卡尺测量。
三、实验仪器1、力敏传感器及数字电压表。
2、铁架台。
3、金属框。
4、游标卡尺。
5、待测液体（如水）。
6、托盘天平。
7、烧杯。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属框的内、外边长 L1 和 L2 ，各测量 5 次，取平均值。
2、调节铁架台，将力敏传感器固定在铁架台上，并使其测量端朝下。
3、将数字电压表与力敏传感器连接，调零。
4、用托盘天平称量金属框的质量 m 。
5、在烧杯中倒入适量的待测液体，将金属框水平浸入液体中，深度约为 3 5mm 。
6、缓慢向上提拉金属框，观察数字电压表的示数变化。
当液膜即将破裂时，记录数字电压表的示数 U 。
实验一 表面张力的测定
℃
表面张力 降低 %
1
每ml滴数 2 3
平均
表面张力 （达因/ 厘米）
溶液
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。
实验一 表面张力测定
农学院 植保教研室 武德功Leabharlann 一.实验目的
农药加工品种中，毒剂（原药）是决定药效的主要因 素而加工品种的物理性状也直接影响到药效。在液用 农药中以液剂的湿润展布能力及乳剂的油珠大小为最 重要，液剂喷洒时能否在受药表面上湿润展布，很大 程度上决定于药剂的表面张力，表面张力大的药液不 能在虫体及植物表面湿润展布，大部分药液流失，杀 虫效果低。
一.实验目的
通过本实验，学习表面张力的测定，掌 握表面活性剂对水表面张力降低的临界 有效浓度的测定方法，了解经济利用表 面活性剂的意义。
二.实验原理
测定表面张力的方法很多，最简便的方法是滴重法， 即以一定量的液体从滴重计内流出的滴数来计算表面 张力。一液滴自滴重器开口处未滴下来以前，液体先 聚集成滴，此液滴逐渐增大，由于此液滴受地心引力 的影响，它所受的重力也就逐渐增加，当这个液滴所 受的重力刚好等于它的整个液面的表面张力时，这就 是液滴将要滴下来之前的瞬时情况，至到液滴重量稍 微超过液滴的表面张力时，液滴就会下降，
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力是液体分子间的相互作用力，是液体表面上的一种特殊现象。
本实验旨在通过测定液体表面张力的大小，探究不同因素对表面张力的影响。
实验仪器与试剂：1. 表面张力仪。
2. 试验液，蒸馏水、酒精、肥皂水。
3. 毛细管。
4. 电子天平。
实验步骤：1. 调节表面张力仪，使其水平放置并稳定。
2. 用毛细管吸取试验液，使其悬于表面张力仪的槽中。
3. 记录试验液受到的重力，根据重力的大小计算出表面张力的大小。
4. 重复以上步骤，分别用蒸馏水、酒精和肥皂水进行实验。
实验结果与分析：经过实验测定，我们得到了不同液体的表面张力大小。
蒸馏水的表面张力较大，而酒精的表面张力较小，肥皂水的表面张力则介于两者之间。
这与液体分子间的相互作用力有关，分子间相互吸引力越大，表面张力也越大。
实验中还发现，温度对表面张力也有一定影响。
随着温度的升高，液体的表面张力会降低。
这是因为温度升高会使液体分子的热运动增强，分子间的相互作用力减弱，从而导致表面张力的减小。
结论：通过本次实验，我们深入了解了表面张力的特性和影响因素。
表面张力是液体表面特有的一种性质，液体分子间的相互作用力决定了表面张力的大小。
同时，温度对表面张力也有一定影响。
这些知识不仅有助于我们更好地理解液体的性质，也对实际生活和工程应用具有一定的指导意义。
在今后的学习和工作中，我们将进一步探究表面张力的相关知识，不断拓展实验内容，提高实验水平，为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。
通过本次实验，我们不仅获得了实验数据，更重要的是增加了对表面张力的理解，培养了实验操作能力和科学研究精神。
希望在今后的学习和工作中，能够继续努力，不断提高自己的实验技能和科学素养，为科学事业的发展贡献自己的力量。
表面张力的测定实验数据
实验十九 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和技术。
2．通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解。
3．学习用Origin 或Excel 处理实验数据。
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20－l 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Nm -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。
欲使液体表面积增加△S 时，所消耗的可逆功A 为：-A =△G =σ△S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。
把溶质在表面层中与本体溶液中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附。
使表面张力图11.1 分子间作用力示意图样品管滴液瓶压力计样品管恒温槽滴液瓶通大气玻璃管精密数字压力计图11.2 最大气泡法表面张力测定装置降低的物质称为表面活性物质。
用吉布斯公式(Gibbs)表示：Tc d RT dc σ⎛⎫Γ=⎪⎝⎭ （11-1） 式中：Γ为表面吸附量(mol ·m -2)，σ为表面张力（J ·m -2）。
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。
表面张力系数的测定(实验报告)
实验三 表面张力系数的测定［实验目的］1. 学习FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪的使用方法；2. 用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数 ［实验原理］表面张力f 方向沿液体表面，且恒与分界线垂直，大小与分界线的长度成正比，α为液体的表面张力系数即 L f α= (1) 将内径为D 1，外径为D 2的金属环悬挂在测力计上，然后把它浸入盛水的玻璃器皿中。
当缓慢地向上金属环时，金属环就会拉起一个与液体相连的水柱。
由于表面张力的作用，测力计的拉力逐渐达到最大值F(超过此值，水柱即破裂)，则F 应当是金属环重力G 与水柱拉引金属环的表面张力f 之和，即f G F += (2)水柱两液面的直径与金属环的内外径相同，则有)(21D D f +=απ (3) 则表面张力系数为 )(21D D f+=πα (4)本实验用FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪进行测量。
若力敏传感器拉力为F 时，数字式电压表的示数为U ，B 表示力敏传感器的灵敏度，则有BUF =(5) 吊环拉断液柱的前一瞬间，吊环受到的拉力为f G F +=1；拉断时瞬间，吊环受到的拉力为G F =2。
若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为U 1，拉断时瞬间数字电压表的读数值为U 2，则有BU U F F f 2121-=-= (6) 故表面张力系数为 BD D U U D D f)()(212121+-=+=ππα (7)［实验仪器］FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪、片码、铝合金吊环、吊盘、玻璃器皿、镊子 游标卡尺、纯净水、NaOH 溶液、电吹风 ［实验内容］1. 开机预热15分钟；2. 清洗玻璃器皿和吊环；3. 调节支架的底脚螺丝，使玻璃器皿保持水平；4. 测定力敏传感器的灵敏度①. 预热15分钟以后，在力敏传感器上吊上吊盘，并对电压表清零；②. 将7个质量均为0.5g 的片码依次放入吊盘中，分别记下电压表的读数U 0~U 7；再依次从吊盘中取走片码，记下读数U 7~U 0。
溶液表面张力的测定的实验报告
溶液表面张力的测定的实验报告摘要：本实验通过测定溶液的表面张力来了解溶液的性质和分子间相互作用力。
实验采用了产生泡沫的方法来测定表面张力，并利用浓度变化方法来研究溶液浓度对表面张力的影响。
实验结果表明，溶液的表面张力与溶液浓度呈负相关关系。
引言：溶液表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力所产生的张力。
表面张力的大小取决于液体的性质以及其中溶解物的种类和浓度。
表面张力的测定对于研究溶液的性质和分子间相互作用力具有重要意义。
实验方法：1. 实验仪器和试剂本实验使用的仪器有：玻璃管、注射器、容量瓶、计时器等。
试剂有：水、不同浓度的溶液等。
2. 实验步骤（1）制备不同浓度的溶液：分别取一定量的溶质，加入不同体积的溶剂中，摇匀得到不同浓度的溶液。
（2）产生泡沫：将玻璃管的一端浸入溶液中，用注射器吸取一些溶液，再将玻璃管的另一端封住，并快速取出。
（3）计时：在实验开始后，用计时器计时，记录泡沫保持完整的时间。
（4）重复实验：重复以上步骤，记录多组数据。
实验结果与分析：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。
实验结果显示，随着溶液浓度的增加，表面张力逐渐降低。
这说明溶液浓度的增加可以降低溶液的表面张力。
结论：通过本实验的测定，我们得出了溶液表面张力与溶液浓度呈负相关的结论。
这一结论对于研究溶液的性质和分子间相互作用力有着重要的意义。
讨论与展望：本实验采用了产生泡沫的方法来测定溶液的表面张力，并通过浓度变化方法研究了溶液浓度对表面张力的影响。
然而，本实验只考虑了溶液浓度对表面张力的影响，还可以进一步研究其他因素对表面张力的影响，如温度、压力等。
此外，本实验只使用了一种溶质，可以尝试使用不同的溶质进行实验，比较它们对表面张力的影响。
结语：通过本实验，我们了解了溶液表面张力的测定方法，并得出了溶液表面张力与溶液浓度呈负相关的结论。
这一实验为进一步研究溶液性质和分子间相互作用力提供了基础。
表面张力实验报告
表面张力实验报告表面张力实验报告一、实验目的：1. 了解表面张力的概念和性质；2. 探究影响表面张力的因素；3. 学习使用测表面张力的方法。
二、实验原理：1. 表面张力指的是液体表面的分子之间存在相互吸引的力，使液体表面呈现出一定的弹性和抗扩散的性质；2. 影响表面张力的因素有液体的种类、温度、纯度以及溶质的存在等；3. 实验中常用的方法有破纹法和测菲涅耳透镜方法。
三、实验仪器和材料：1. 实验仪器：表面张力测量仪、电子天平；2. 实验材料：蒸馏水、医用液体酒精、玻璃坩埚、螺丝扣、草签。
四、实验步骤：1. 实验前准备：清洁仪器，准备所需的实验材料；2. 测量蒸馏水的表面张力：将蒸馏水倒入玻璃坩埚中，再将其缓缓注入表面张力测量仪中的导管，使水面与上方的游标齐平。
记录导管上升时的水面高度差，计算出表面张力的值；3. 测量医用液体酒精的表面张力：同样的方法进行测量，并记录数据；4. 测量温度对表面张力的影响：用温水加热蒸馏水，然后测量新的表面张力值；5. 测量不同溶质对表面张力的影响：向蒸馏水中加入少量食盐溶液，再次测量表面张力。
五、实验结果与分析：1. 蒸馏水的表面张力为XX N/m，医用液体酒精的表面张力为XX N/m；2. 温度升高后，蒸馏水的表面张力降低，表明温度对表面张力有影响；3. 加入少量食盐溶液后，蒸馏水的表面张力下降，表明溶质的存在会降低表面张力。
六、实验总结：1. 表面张力是液体表面分子间相互作用力的体现，对液体的性质和行为有影响；2. 温度的升高会导致表面张力降低，溶质的存在也会使表面张力下降；3. 实验中使用的测表面张力的方法能够较准确地测量表面张力。
七、存在问题与改进意见：1. 实验过程中需保持仪器和材料的清洁，以避免外界因素对实验结果的影响；2. 对实验结果的分析和交流应更加深入，以提高对实验原理的理解。
八、参考文献：1. XX. 表面张力实验及原理. XX大学期刊，XX（1），XX-XX.2. XX. 表面张力的实验教学. 实验教学月刊，XX（2），XX-XX.以上为表面张力实验报告的简要内容，供参考。
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浙江万里学院生物与环境学院
化学工程实验技术实验报告
实验名称：溶液表面张力的测定
（1）实验目的
1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术
2、通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解
3、学习使用Matlab 处理实验数据
（2） 实验原理
1、 表面自由能：从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总的自由能减小的过程。
如欲使液体产生新的表面A ∆，则需要对其做功。
功的大小应与A ∆成正比：-W=σA ∆
2、 溶液的表面吸附：根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，表面层中溶质的浓度应比
溶液内部大，反之，溶质使溶液的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“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间的关系式
T c
RT c )(∂∂-
=Γσ
(1)当0<⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T
c σ时，Γ>0，溶质能减少溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附，此类物质叫表面活性物质。
（2）当0>⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T
c σ时，Γ<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浓度，称为负吸附，此类物质叫非表面活性物质。
由
T c
RT c )(∂∂-
=Γσ
可知：通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。
3、 饱和吸附与溶质分子的横截面积：吸附量Γ浓度c 之间的关系，有Langmuir 等温方程
式表示：c
K c
K ·1·+Γ=Γ
∞
4、 最大泡压法：
（3） 实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编号
顺序添入图下面相应位置：
1． 恒温套管 2． 毛细管 3．数
字式微压差测量仪 4． 滴液瓶 5． 烧杯 6．连接橡皮管 （4） 简述实验所需测定参数及
其测定方法：
1、测定各浓度试剂在25℃的压强，
2、根据?/?P=K ，可用蒸馏水的压强差求出K 值，也就是毛细管常数。
3、根据?/?P=K ，可求出各浓度的?值。
4、通过excel 作c σ-图，作
c -c
Γ
图，可根据Г∞=1/K ，求出饱和吸附量的值。
（5） 实验操作要点：
溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。
因此除事先用热的洗液清洗它们以外，每改变一次测量溶液必须用待测的溶液反复洗涤它们，以保证所测量的溶液表面张力与实际溶液的浓度相一致。
并控制好出泡速度、平稳地重复出现压力差。
而不允许气泡一连串地出。
洗涤毛细管时切勿碰破其尖端，影响测量。
温度对该实验的测量影响也比较大，实验中请注意观察恒温水浴的温度，溶液加入测量管后恒温10min 后再进行读数测量。
?
二、 实验操作及原始数据表（20分）
2、25℃时水的表面张力为?＝71.97×10-3N ·m -1，以?/?P=K
图11－4
求出所使用的毛细管常数。
K=P
∆σ
=422.01097.713-⨯-= -0. 1705
三、 数据处理结果（30分）
作正丁醇的c σ-图 作正丁醇吸附等温线 Г∞正丁醇饱和吸附量
Г∞正丁醇饱和吸附量：Г∞=1/K=1÷0.7372=1.356 正丁醇分子截面积So=1/Г∞~
N (~
N 为阿佛加得罗常数)。
So=1/Г∞~
N =0.7372⨯6.02⨯1023=4.438⨯1023
?2= K ×?P 2= - 0.1705×-0.470=80.14×10-3N ·m -1 ?3= K ×?P 3= - 0.1705×-0.445=75.87×10-3N ·m -1 ?4= K ×?P 4= - 0.1705×-0.397=67.69×10-3N ·m -1 ?5= K ×?P 5= - 0.1705×-0.378=64.45×10-3N ·m -1 ?6= K ×?P 6= - 0.1705×-0.331=56.44×10-3N ·m -1 ?7= K ×?P 7= - 0.1705×-0.313=53.37×10-3N ·m -1 ?8= K ×?P 8= - 0.1705×-0.285=48.59×10-3N ·m -1
T c
RT c )(2∂∂-
=Γσ
=63.79×105-mol ·m -2
四、 思考讨论题（20分）
1. 溶液表面上的“吸附”现象是怎样表现的？为什么会出现溶液表面的吸附现象？ 答：在溶液的表面层中的物质浓度与溶液内部物质浓度不同的现象叫“吸附”。
出现表面吸附现象的原因是能量最低原理
2. 液体的表面张力大小与哪些因素有关？
答：与该液体所处的温度、压力、液体的组成以及与之共存的另一相的组成有
3. 用最大气泡压力法来测量表面张力时，毛细管尖端为何要刚好接触液面？
答：如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的压力。
4. 本实验结果准确与否关键决定哪些因素？
答：本实验结果准确的关键在于仪器必须洗涤清洁，毛细管应保垂直，其端部应保持平整，溶液恒温后，体积略有改变，应注意毛细管平面与液面接触处要相切。
控制好出泡速度、平稳地重复出现压力差。
5. 本实验在数据处理过程中引入误差较大的处理是什么？
答：通过作图获得T c ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂σ：1、将实验点连成平滑的曲线；2、过曲线上点作曲线的切线；
3、由切线的斜率得到偏导数的值。