表面张力的测定——最大气泡法
实验十六最大气泡法测定溶液的表面张力
实验十六最大气泡法液体表面张力的测定Ⅰ、实验目的1．熟悉表面张力仪的构造和使用方法。
2．学会测定乙醇在室温时的表面张力。
Ⅱ、实验原理将一根毛细管插在待测液的表面，如图1，用抽气法逐渐减小毛细管外液面的压力，由于压力差的存在，在毛细管端会形成气泡。
此时附加压力（△P）与表面张力（σ）成正比，与气泡的曲率半径（R）成反比。
△P=2σ/R （1）当气泡开始形成时，曲率半径很大，随着气泡的形成R减少，当曲率半径R与毛细管半径r2相等时，曲率半径为最小值，△P为最大值。
随着R又不断变大，附加压力变小，直到气泡逸出。
测定时，△P可以从酒精压力计中两液面的高度差求得：△P=ρ〃g〃△h （2）式中ρ—酒精密度，g—重力加速度，△h—液面高度差。
由（1）（2）式得ρ〃g〃△h =2σ/R （3）（R调节等于r）当R= r时（r为毛细管半径）时，△P为最大值，即ρ〃g〃△h =2σ/r σ= r/2ρ〃g〃△hm将r/2ρ〃g合并为常数K，则上式变为：σ= K〃△hm （4）其中K（仪器常数为定值）可以用已知表面张力的标准物质水测得。
再用同一套仪器（K不变）测出待测液无水乙醇的σ乙醇。
Ⅲ、实验仪器与试剂液体表面张力测定仪一套（如图2装置），移液管，洗耳球，刻度尺，量筒，蒸馏水，无水乙醇（分析纯）。
Ⅳ、实验步骤一、仪器常数K的测定1．打开滴定液漏斗顶端的塞子，将水装到漏斗带支管处（不要堵住支管）；2．在支管试管内加入蒸馏水，使毛细管端面正好与水面相切；3．慢慢打开滴液漏斗活塞抽气，使气泡从毛细管口逸出速度控制在每分钟20个左右，读出压力差计两液面的最大高度差。
重复两次，求K。
二、乙醇表面张力的测定1．用铬酸洗液洗净支管和毛细管，再用蒸馏水滴洗一次和待测液淌洗一次；2．按一中123同样步骤测定乙醇的。
Ⅳ、数据记录与处理室温T= ℃，σ水= N•m-1乙醇表面张力理论值为：计算相对误差：Ⅴ、思考题：1．在测量中，如果抽气速度过快，对测量结果有何影响？2．如果毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗？为什么？3．本实验中为什么要读取最大压力差？4．表面张力仪的清洁与否和温度的不恒定对测量数据有何影响？Ⅵ、参考资料1．《物理化学实验》第三版，复旦大学等编，P131—135。
最大气泡法测定表面张力实验讲义(实际)
最大气泡法测定表面张力一、 实验目的1、 用气泡最大压力法测定乙醇水溶液的表面张力。
从而计算溶液在某一浓度C 时的表面吸附量Γ；2、 学会使用表面张力试验组合装置；3、 学会σ对lnC 作图求Γ。
二、 实验原理1、 在指定温度下，纯液体的表面张力是一定的，如果在液体中加入溶质而成溶液时，情况就发生了变化。
我们说溶液的表面张力不仅与温度有关，而且也与溶液的种类，溶液浓度有关。
这是由于溶液中部分溶质分子进入到溶液表面，使表面层的分子组成发生了改变，分子间引力起了变化，因而表面张力也随着改变，根据实验结果证明，加入溶质以后表面张力发生改变的同时还发现溶液表面层的浓度与内部浓度有何差别，有些溶液表面层浓度大于溶液内部浓度，有些恰恰相反，这种现象称为溶液浓度表面吸附作用。
按吉布斯吸附等温式Cd d RT dc d RT C ln 1σσ∙-=∙-=Γ，其中Γ代表溶液浓度为C 时的表面吸附量（mol/cm 2），C 代表平衡时溶液浓度（mol/1），R 为气体常数（8315×107mol ·K ），T 为吸附时的温度。
由上（1）式可看出，在一定温度时，溶液表面吸附量Γ是与平衡时溶液浓度C 和表面活度dc d σ或c d d ln σ成正比关系。
当dcd σ＜0时，Γ＞0，表示溶液表面张力随浓度增加而降低，则溶液表面发生正吸附。
我们把能产生显著正吸附的物质（即有显著降低溶液表面张力的物质）称为表面活性物质。
本实验用表面活性物质十六烷基三甲基溴化铵配制成一系列不同浓度的水溶液，分别测定这些溶液的表面张力σ，然后以σ对lgC 作图，得一曲线，求曲线上某一点的斜率（d σ/dlgC ），可计算相应于该点浓度时溶液的表面吸附量Γ。
2、 本实验测定各溶液的表面张力采用气泡最大压力法，此法原理的当毛细管与液面相接触时，由毛细管内加压（或在溶液体系内减压）则可以在液面的毛细管出口处形成气泡。
如果毛细管半径很小，当开始形成气泡时，表面几乎是平的，即这时的曲率半径最大，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 与毛细管半径r 相等，曲率半径达到最小值。
实验二十一 溶液表面张力的测定——最大气泡压力法
实验二十一溶液表面张力的测定—最大气泡压力法 一、实验目的1.用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力。
2.了解表面张力的性质、表面自由能的意义，以及表面张力和吸附的关系。
3.学会镜面法作切线的方法。
三、实验原理L用本法测定[乙醇，水]溶液的数据对[σ,c]，作图将C 一σ曲线在不同浓度的斜率Tc )(∂∂σ代入吉布斯等温吸附式:T c RT c )(∂∂-=Γσ求出相应的吉布斯吸附量c Γ 按Lanbmuir 等温吸附变形公式:∞∞Γ+Γ=Γc c α1以c c -Γ/直线斜率βtg 求出饱和吸附量∞Γ，进而得出乙醇分子横截面积S 和分子长度δ，结合直线截距得出吸附系数α:1)(-∞=Γβtg以上各式中，c 为浓度;T 为绝对温度(K);σ为表面张力(N/m ) ; Γ为吉布斯吸附量(mol/m 2 ) ; M 为溶质摩尔质量;ρ为溶质密度(kg/m 3 ) ; S 为分子截面积(m(/分子);δ为分子长(m);α为吸附(平衡)常数;N A 为阿氏常数(6. 002 x 1023Mol -1);R 为气体常数(8. 314J/mol ·K)。
为了求以上参数，关键是测σ。
2.表面张力即界面张力，矢量。
源于凝聚相界面分子受力不平衡，意为相界面的单位长度收缩力。
也是在各对应条件下凝聚系表面相的热力学强度性质，如恒温、恒压下扩大单位表面积所需的可逆功，故亦称比表面自由烩，SI 单位[J/m 2 }。
σ与凝聚相和表面共存接触相种类有关(如无说明，通常指定被凝聚相饱和了的空气为共存接触相)，还与T, p 有关，与凝聚相纯度和杂质种类有关。
浓度升高，溶液的σ有增有减，随溶质、溶剂而异，表面活性剂分子是两亲分子，它们的水溶液σ随浓度升高先剧降，后微升，再渐趋恒定。
σ随c 而变的本质是溶液表面相浓度对体相浓 度的偏离，此现象称为表面吸附。
表面吸附量r 与浓度有关，用吉布斯等温吸附式(1)求出，T c )(∂∂σ为σ一c 曲线在指定浓度的斜率。
最大气泡法测表面张力
液体的表面张力的一些影响因素：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。
附加压力与表面张力的关系用拉普拉斯方程表示：（表面张力的公式）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。
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 = ρg h，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。
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。
其装置图如图所示，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：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。
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。
表面张力与浓度的关系：以表面张力对浓度作图，可得到σ-C 曲线。
开始时σ随浓度增加而迅速下降，以后的变化比较缓慢。
在σ-C 曲线上任选一点a 作切线，得到在该浓度点的斜率经，代入吉布斯吸附等温式，得到该浓度时的表面超量（吸附量），同理，可以得到其他浓度下对应的表面吸附量，以不同的浓度对其相应的Г可作出曲线，Г ＝ f （C )称为吸附等温线。
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 σ-∆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。
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。
gl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 。
最大气泡法测定溶液表面张力数据处理
最大气泡法测定溶液表面张力数据处理
最大气泡法是一种常用的测定溶液表面张力的方法，其原理是在溶液中注入一定量的气体，通过测定气泡的体积和时间来计算表面张力的大小。
数据处理如下：
1. 计算气泡的体积：根据气泡的形状（通常是圆形），可以使用公式计算其体积，例如对于直径为d的气泡，其体积为
4/3π(d/2)^3。
2. 计算表面张力：根据气泡的体积和时间，可以使用公式计算表面张力，例如对于一定体积的气泡，在一定时间内的表面张力大小为T=4v/πd^2t，其中v为气泡的体积，d为气泡的直径，t为气泡脱离液面的时间。
3. 处理多次实验数据：通常多次测量得到的表面张力值会有一定的误差，需要将多次测量得到的数据进行平均处理，并计算其标准差和置信区间。
4. 分析数据结果：根据测得的表面张力值，可以进一步分析溶液的物理化学性质，例如与其他溶质的相互作用、表面压力和界面活性等。
最大气泡法测表面张力实验报告
最大气泡法测表面张力实验报告一、实验目的1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和方法。
2、学会使用数字微压差测量仪测量微小压力差。
3、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。
二、实验原理1、表面张力在液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。
然而，在液体表面，分子受到指向液体内部的合力，导致液体表面有自动收缩的趋势。
要使液体表面增大就必须要克服这种向内的合力而做功，所做的功转化为表面能储存在液体表面。
在温度、压力和组成恒定时，表面张力与表面积的增量成正比，比例系数即为表面张力。
2、最大气泡法将毛细管垂直插入液体中，液体表面张力会对毛细管中的气泡产生附加压力。
当气泡从毛细管下端缓慢逸出时，所受到的压力差最大。
根据拉普拉斯方程，附加压力与表面张力及气泡曲率半径之间的关系为：＼（＼Delta p ＝＼frac{2\gamma}｛r}＼）其中，＼（＼Delta p\）为附加压力，＼（＼gamma\）为表面张力，＼（r\）为气泡的曲率半径。
当气泡为半球形时，曲率半径\（r\）等于毛细管半径\（r_{毛}＼），此时附加压力最大。
通过数字微压差测量仪测量出最大附加压力\（＼Delta p_{max}＼），即可求得表面张力\（＼gamma\）。
3、表面吸附量和横截面积根据吉布斯吸附等温式：＼（＼Gamma ＝＼frac{c}｛RT}＼frac{d\gamma}｛dc}＼）其中，＼（＼Gamma\）为表面吸附量，＼（c\）为溶液浓度，＼（R\）为气体常数，＼（T\）为热力学温度。
通过测定不同浓度溶液的表面张力，以\（＼gamma\）对\（c\）作图，求得曲线某一点的斜率\（＼frac{d\gamma}｛dc}＼），即可计算出表面吸附量\（＼Gamma\）。
假设表面活性剂在溶液表面是紧密排列的单分子层，每个分子的横截面积为\（A\），则：＼（A ＝＼frac{1}｛L\Gamma}＼）其中，＼（L\）为阿伏伽德罗常数。
实验三十一表面张力测定最大气泡压力法测定溶液的表面张力
m
在实验中，若使用同一支毛细管和压力计，则
gr
2
是一个常数，称为仪器常数，用K来表示。
K hm
所以
(7) 在本实验中，用已知表面张力的水作为标准， hm 由实验测得其 后，就可求出仪器常数的值。 hm 然后只要用这一仪器测得其它液体的 值，通 过（7）式计算，即可求得各种液体的表面张力。
1. 最大气泡压力法测定表面张力的原理和技
术。 2.不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定、吸 附量的计算。
三、实验原理
在本实验中，溶液浓度的测量是利用浓度与折光率的对 应关系，表面张力的测定是应用最大气泡压力法。 最大气泡压力法测定表面张力的装置示意如图1。将欲 测表面张力的液体装于支管试管2中，使毛细管3的端面 与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开滴折光仪
1台 恒温槽装置 1套 滴液漏斗（250mL） 1个 支管试管（2.5×20cm） 1个 毛细管（0.2—0.3mm） 1支 酒精压力计 1个 T形管 1个 烧杯（250mL） 1个 放大镜 1个 重蒸馏水 正丁醇（A.R.） 丙酮（A.R.）
3.待测样品表面张力的测定
（1）用待测溶液洗净支管试管和毛细管后， 加入适量的样品于支管试管中。 （2）按仪器常数测定时的操作步骤，分别测 定各种未知浓度正丁醇溶液的值。
六、数据处理
1.将实验数据记录于下表，并求得其表面张力。
2.以浓度为横坐标，表面张力为纵坐标作表
面张力-浓度图（横坐标浓度从零开始）。 3.在表面张力-浓度图上选取6～8点作切线求 出Z值。 Z 4.由 RT 计算不同浓度溶液的吸附量值，并作 吸附量-浓度图。
七、思考题
1.为什么不能将毛细管插进液体里面？ 2.本实验为什么选用酒精压力计而不用水银
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溶液表面张力的测定测定姓名：夏胜军 学号：2015011944 班级：材52 同组：韦尧洁 实验日期：2016年11月17日 提交报告日期：2016年11月22日助教：段炼1 引言1.1 实验目的1.1.1 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。
1.1.2 根据吉布斯公式计算正丁醇溶液的表面吸附量。
1.1.3 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γdA =δW - （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：p T dc d RT c ,⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γγ (2) 式中：Γ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（-3m mol ⋅）；T 为热力学温度（K ）；R 为摩尔气体常数（8.314-1K mol J ⋅⋅）。
Γ值可正可负，正值为正吸附，负值为负吸附。
显然，Γ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：Γ＝0表明无吸附现象；其值越远离0，表明吸附程度越大。
溶于液体中使表面张力降低的物质称为表面活性物质，反之，称为非表面活性物质。
在水溶液中，表面活性物质有显著的不对称结构，它是由极性（亲水）部分和非极性（憎水）部分构成的。
在水溶液表面，一般极性部分取向溶液内部，而非极性部分则取向空气部分。
对于有机化合物来说，表面活性物质的非极性部分为碳氢基；而极性部分一般为：－NH2，－OH ，SH ，－COOH ，－SO 3H 等。
表面活性物质分子在溶液表面的排列情况，随其在溶液中的浓度不同而异。
图1表示分子在界面上的排列，在浓度极小的情况下，物质分子平躺在溶液表面上如图1 -（1）所示，浓度逐渐增加时，分子的排列如下左图所示。
最后当浓度增加至一定程度时，被吸附的分子占据了所有表面，形成饱和的吸附层，如下右图所示。
如果作出c -γ等温曲线来，可以看出，在开始时γ随c 之增加而下降很快，而以后的变化比较缓慢。
根据c -γ等温曲线，可以用作图法求出不同浓度的Γ值（见图2）。
在c -γ等温曲线上取一点a ，过a 点做曲线的切线以及平行于横坐标的直线分别交于纵坐标轴于b 、b ′,令′bb =Z ，则pT dc d c Z ,⎪⎭⎫ ⎝⎛-=γ，带入（2）式，RT Z =Γ。
从c -γ等温曲线上取不同的点，就可以得出不同的Z 值，从而可以求出不同浓度的吸附量。
吸附量与浓度之间的关系可以用朗格缪尔等温吸附方程表示。
在一定温度下，吸附量与溶液浓度之间有如下关系： kc kc +Γ=Γ∞1 (3) 式中∞Γ为饱和吸附量，k 为常数。
上式可以改写为如下的形式：∞∞Γ+Γ=Γk c c 1 (4) 若以Γ/c 对c 作图，应为一直线，其斜率的倒数即为∞Γ。
本实验采用最大气泡法测定表面张力，装置下图所示。
将待测液体装入大试管4，将端口磨平的毛细管1垂直安装，使其端口恰好触及液面，若液体能润湿毛细管壁，液面沿毛细管上升。
打开抽气瓶3的活塞抽气，则毛细管内液面上受到一个比外边液面较大的压力，气泡将自管口内壁逐渐形成，见图4。
开始时形成的气泡曲率半径很大，随后半径逐渐变小，泡内外的压力差逐渐增加。
当形成的气泡刚好是半球形时半径最小，泡内外压力差达到最大值。
此后半径又逐渐变大，压力差逐渐下降，从而使气流冲入气泡内最终将其吹离管口。
在此过程中，最大压力差p 可由“U ”形压力计2上读出。
根据Laplace －Yonug 方程：rp γ2=∆ （5） 即得 p r ∆=2γ （6）其中r 是气泡恰呈半球形时的半径，因此是毛细管的内半径。
若用同一支毛细管和压力计，对两种具有不同表面张力1γ和2γ的液体进行测量，则下列关系式成立：2121h h ∆∆=γγ 故有 11221h K h h ∆=∆∆=γγ （7）式中的1h ∆、2h ∆为U 型压力计两边读数之差，K 值对同一支毛细管及同一种压力计介质是常数，称作仪器常数。
由已知表面张力的液体作标准求出常数K ，便可用上式求其它液体的表面张力。
本实验需要测量气泡脱离毛细管端口瞬间的压力，这是一个动态过程，目视读数比较困难。
采用计算机联机数据采集技术，能够快速记录压力变化数据，通过压力变化曲线观察气泡形成过程。
相比目视读数，准确性和可操作性大大提高。
那么，式7就变为11221E K E E ∆=∆∆=γγ （8）且由（2）、（3）可推出拟合公式：Cc k RT ++Γ=∞)1ln(-γ（9） 通过作γ和c 关系图可求得饱和吸附量∞Γ。
2 实验操作2.1 实验用品表面张力测量装置，100ml 容量瓶7个，50ml 、25ml 移液管各一个，洗耳球、一次性滴管各一个，大、小烧杯各一个。
0.4mol/L 与0.5mol/L 的正丁醇水溶液，去离子水，烧杯，废液瓶2.2实验操作步骤2.2.1溶液配制由0.4mol/L 与0.5mol/L 的正丁醇水溶液，使用50ml 、25ml 移液管，分别配制浓度为0.3mol/L 、0.25mol/L 、0.2mol/L 、0.15mol/L 、0.1mol/L 、0.05mol/L 、0.025 mol/L 的正丁醇水溶液。
2.2.2开启仪器1) 恒温槽。
接电源，先开搅拌，再连接温控仪与加热器，开始温度控制。
2) 压差测量。
首先打开测压仪，然后打开电脑。
打开“数据采集”软件，在“参数设置”中设定采样频率为10次/秒，如果测量曲线为直线，则需要重新启动电脑。
测量前，应首先走15~20s基线。
测量过程中不要切换测压器单位。
2.2.3压差的测定1)标定仪器。
充分洗净大试管及毛细管，在大试管中注入适量的去离子水（即参比样品），使毛细端口刚好和液面相切。
注意：毛细管与液面垂直，深入液面不宜过深或过浅，2mm左右可以接受，并在整个实验过程中尽量保持一致。
将大试管安装在恒温水浴中，恒温。
给抽气瓶注满水，打开抽气瓶旋塞，使瓶内的水缓慢滴出，然后关闭通大气的阀门。
此时，试管压力逐步下降，随后，随着气泡的产生与破灭，会出现压力的振荡。
实验装置如图5所示。
建议：8~10s 产生一个气泡，采样6~7个稳定振荡。
（压差，即大试管内压强与毛细管液面上方大气压强之差）2)测定正丁醇溶液。
依次测量所配置的正丁醇溶液以及0.4和0.5mol/L的正丁醇水溶液。
注意：（1）考虑不同浓度溶液的测量顺序（测量时应按正丁醇溶液浓度由低到高的顺序测量，避免上一次测量后试管中残余的废液浓度较大对下一次测量产生的影响）。
（2）实验过程中，废液倒入废液瓶，及时加塞（防止正丁醇的挥发对溶液浓度的影响，以减小实验误差）。
2.2.4关机1)恒温槽首先断开加热器，再关搅拌。
2)将废液瓶中的废液倒入贴有正丁醇标签废液桶2.2.5数据处理1)不采用书上所说的镜面法，而是采用公式拟合法：用经验公式（T=A+B ln(c+C)拟合；拟合公式可由（2）、（3）推出）。
2)求出饱和吸附量、分子截面积和单分子层厚度。
3)注意有效数字位数。
2.3实验条件室温17.0℃，相对湿度34%，大气压101.91kPa，恒温平均温度21.00℃。
3数据处理3.1原始数据实验过程中由测压仪记录的在毛细管端口液面上下的压强差电位随时间t变化的曲线图如下所示：去离子水电位-时间曲线0.025mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.05mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.1mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.15mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.2mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.25mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.3mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.4mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线0.5mol/L正丁醇溶液电位-时间曲线3.2数据处理由附表查得：21.00℃时水和空气界面上的表面张力γ0=72.59×10-3N∙m-1，由电压变化曲线得平均压强电势差ΔE=0.2865mV,所以仪器常数为：K=γ0/ΔE=254.17N∙m-1∙V-1利用求得的K值及（8）式计算得各浓度下正丁醇溶液的表面张力γ如下表所示：表1 不同浓度下正丁醇的表面张力γ由表中所得不同浓度下正丁醇的表面张力γ的数据，做不同浓度正丁醇的表面张力γ与其浓度c的图像，考虑到0.3mol/L组的数据偏离其他数据的趋势，顾将其剔除，拟合如图所示：拟合函数关系式：γ=30.599-21.235ln(c+0.13181) R2=0.9589那么，由（9）式对应系数相等，得：Γ∞=a/(RT)=1.251*10-5mol/m2由于单位面积上的分子数为Γ∞N A(N A为阿伏加德罗常数)，所以每个分子在表面上所占的面积，即分子的截面积为q=1/(Γ∞N A)=1.328*10-19m2所以，单分子层厚度为：h=2(q/π)0.5=4.112*10-10m4结论实验测定在25.0℃时不同浓度下正丁醇溶液的表面张力大小如下表所示：Γ=1.251×10-5mol∙m-2此温度下，正丁醇水溶液的饱和吸附量∞分子的截面积q=1.328×10 -19m2，单分子层厚度h=4.112×10-10m5参考文献1.清华大学贺德华、麻英、张连庆，《基础物理化学实验》，高等教育出版社，2008，87~952.清华大学化学系物理化学实验编写组，《物理化学实验》，清华大学出版社，1991，287~2963.北京大学化学学院物理化学实验教学组，《物理化学实验》，北京大学出版社，2002，134~1364.朱文涛，《物理化学》上册，清华大学出版社，1995，135~1386思考题6.1要做好这个实验关键因素有哪些？答：（1）毛细管管口要和大试管液面垂直并刚好接触，同时要确保固定毛细管的橡皮塞及大试管管口的橡皮塞塞紧，防止漏气。