实验十五 表面张力的测定
实验 表面张力的测定1
实验液体表面张力的测定-------拉环法测定溶液的表面张力一、实验目的1.掌握拉环法表面张力仪测定表面张力的原理和技术。
2.通过对不同浓度待测溶液表面张力的测定,加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量的关系的理解。
3.了解影响表面张力的因素。
二、实验设备界面张力仪一套(JZHY-180型) 移液管待测溶液容量瓶酒精灯或铬酸溶液滤纸烧杯三、实验原理拉环法是应用相当广泛的方法,它可以测定纯液体及溶液的表面张力,也可以测定液体的界面张力.界面张力仪是一种用物理方法测试液体的表面和液体与液体之界面张力的仪器.当铂金环与液面接触后,再慢慢向上提升,则因液体表面张力的作用而形成一个液体的圆柱,如图所示,这时向上的总拉力p将与此液柱的质量相等,也与内外两边的表面张力之和相等,即W=mg=2πσ'R+2πσ('R+2r)= 4πσ('R+r)= 4πσR(1) 式中: m为液柱的质量; 'R为环的内半径; r为环丝半径;R为环的平均内径,即R='R+r; σ为液体的表面张力但(1)式是理想的情况,与实际不相符合,因为被拉起的液体并非是圆柱形的,而是如图所示.实验证明,环拉起的液体的形状是R3/V和R/r的函数,同时也是表面张力的函数.因此式(1)必须乘以一个校正因子F才能得到正确的结果.σ=MF式中,M为膜破裂时刻度盘读数,mN/m.F=+0.07250M: 显示的读数指mN/m C: 环的周长R: 环的半径D: 下相密度d: 上相密度r: 铂金丝的半径在此实验中C=6.00cm R=0.955cm r=0.03cmD为液体的密度d是气体的密度所以调整因子简化为0.07250F=四、实验步骤1. 配置0.50mo l L-1和0.60mo l L-1正丁醇水溶液各100ml.然后,再利用已配置好的这两个浓溶液配置下列浓度的稀溶液各50ml: 0.02mo l·L-1、0.05mo l·L-1、0.10mo l·L-1、0.20mo l·L-1、0.30mo l·L-1、0.40mo l·L-1.2. 将界面张力仪放在不振动且平稳的地方,然后调到水平状态.3. 将铂金环和玻璃杯进行清洗,去除掉污垢和杂质.4. 用少量待测溶液倘洗玻璃杯,然后将待测溶液注入玻璃杯中，深度约为20~25mm,并将玻璃杯置于样品座上。
-表面张力测定方法
2)当同时考察温度、 压力和气氛对表面张力的影 响时,悬滴法是最有效的方法之一。
式中 C为表面张力, v Q是液相与气相的密度差, g是重力加速度, h为液面上升高度, r为毛细管半径, H是固- 液接触角。只要测得液柱上升(或下降)高度和固- 液接触 角, 就可以确定液体的表面张力。
应用此法测定液体表面张力, 要求固- 液面接触角 H最好为 零。当精确测量时,需要对毛细管内液面上升高度 h进行校正。 当液面位置很 难测准时,可通过测量两根毛细管的高度差计算 表面张力,其计算公式为:
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。
h1、 h2分别为两毛细管液面上升高度, r1、r2分别为两毛细管半径。
2.最大气泡压力法
测定时将一根毛细管插入待测液体内部, 从管中缓慢地通入惰性 气体对其内的液体施以压力, 使它能在管端形成气泡逸出。当所用 的毛细管管径较小时,可以假定所产生的气泡都是球面的一部分,但 是气泡在生成及发展过程中,气泡的曲率半径将随惰性气体的压力 变化而改变,当气泡的形状恰为半球形时,气泡的曲率半径为最小,正 好等于毛细管半径。如果此时继续通入惰性气体, 气泡便会猛然胀 大,并且迅速地脱离管端逸出或突然破裂。如果在毛细管上连一个 U 型压力计, U型压力计所用的液体密度为 Q , 两液柱的高度差为v l , 那么气泡最大压力v Pmax就能通过实验测定。此时
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。
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。
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。
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
(完整版)液体表面张力系数的测定实验报告
液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。
2深入了解液体表面张力的概念，并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力，使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力，这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向，所以液体表面积有收缩的趋势，在没有外力的情况下，液滴总是呈球形，致使其表面积缩到最小，这种使液体表面收缩的力叫做液体的表面张力。
2液体表面张力系数的测量原理图1如图1,将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中，使其底边保持水平，然后将其轻轻提起，则其附近液面呈现如图示的形状，则0时，f方向趋向垂直向下。
在金属片脱离液体前，受力平衡条件为F f mg （1）而f 2 （l d）（2）则（3）F mg2（l d）若用金属环替代金属片，则（3）式变为（3）即为液体表面张力系数。
三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。
调整仪器水平，刻度盘归零。
2调零。
将小纸片放在金属环上，调整调零旋扭，通过放大镜观察，指针、指针的像及红线 三线重合。
3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放 100mg 、300 mg 、500 mg 、700 mg 、 1000 mg 的砝码，记下对应的刻度盘的示数。
以所加砝码的质量作为横坐标， 刻度盘的示数作为纵坐标，绘制质量标准 曲线。
4测量纯净水的表面张力系数调零。
用玻璃杯盛大约 2/3的水，放在样品座上，调节样品座的高度，使金属环刚好浸 过水面。
左手调节样品座下面的螺丝，使样品座缓慢的下降，右手调节蜗轮旋扭。
两手调节的同时，眼睛观察三线始终重合，直到环把水膜拉破为止。
记下刻度盘示数 M '为了消除随机误差，共测五次。
6将M '在质量标准曲线上查得水作用在金属环上的表面张力f mg ，按式（5）计算出水的表面张力系数。
五数据记录及处理F mg (H d 2)(4)式中di , d2为圆环的内外直径。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从式(29-2)可得
( F W ) ldh g 2l
本实验用约利秤测量(F-W)之值，用上式 计算表面张力之值。
实验内容 1．测量弹簧的劲度系数k 如图29—3所示将劲度系 数大约为0.2～0.3 N· m-1的弹 簧挂在约利秤上，调节支架的 底脚螺旋，使十字线G的竖直 线穿过平面镜支架上小圆孔的 中心，这时弹簧将与A柱平 行．
注意事项 1.水的表面若有少许污染，其表面张力将有 明显的变化，因此，玻璃皿中的水及金属丝 必须保持十分洁净，不许用手触摸玻璃皿的 里侧租金属框，也不要用手触及水面． 每次实验前要用酒精擦拭玻璃皿和金属框， 并用蒸馏水冲洗． 2.测表面张力时，动作要慢，又要防止仪器 受震动，特别是水膜要破裂时，
回答问题
实验十二
表面张力的测定
目的 1．用拉脱法测量室温下水的表面张力； 2．学习约利秤的使用方法． 仪器和用具 约利秤、金属框、砝码、玻璃皿、温度 计、游标卡尺、蒸馏水．
原理
液体的表面有如张紧的弹性薄膜，都有 收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形．如图 中的肥皂薄膜，如果从中心将膜刺破，由于 膜的收缩，线被拉成圆形． 这说明液体表面内存在一 种张力，存在于极薄的表 面层内，而且不是由于弹 性形变引起的，此力被称 为表面张力．
设想在液面上作一长为 l 的线段，则张 力的作用表现在线段两侧液面以一定的力F相 互作用，而且力的方向恒与线段垂直，其大 小与线段长 l 成正比，即
F l
(29-1)
比例系数 称为液体的表面张力，它表示单 位长线段两侧液体的相互作用力．表面张力 的单位为N· m-1．
如图29-2所示，在一金属框P中间拉一金 属细线ab．将框及细线浸入水中后慢慢地将 其拉出水面，在细线下面将带起一水膜，当 水膜将被拉直时，
增重读数
减重读数
平均数
0.5g
1.0g 2．测量(F一W)和h 将盛有纯水的玻璃皿放在平台上，使金 属框P浸入水中，调节平台上下位置，配合调 节E，使三线对齐，选定参考零点．继续用一 只手慢慢调节E使弹簧向上伸长，另一只手慢 慢旋转S使玻璃皿下降，在这个过程中要保持 G始终在零点处不动．当金属丝ab刚好达到 水面时，用游标卡尺记下旋钮S的位置s1．继 续转动E和S，直至水膜破裂为止，记下B柱 上的刻度值为L0和旋钮S的位置s2．
在秤盘上加1.00g砝码，旋转E使弹簧上 升，至G的横线、横线的像及镜面标线三者 相重时为止(以下称三者相重合时C的位置为 零点)．用游标读出标尺之值L，以后每加 0.50 g砝码测一次L，直至加到3.50 g后再逐 次减下来．将数据按所加砝码的多少分成两 组，用分组求差法，求出劲度系数k之值．
质量 0.0g
标尺零点读 数
水膜破裂 时读数
用吸水纸拭去金属框上的小水珠，转动E 使金属框缓缓下降，直至G回到零点，读出B 柱之值为L1，则有
F W k | L1 L0 |
测量中，对应s1和s2之差，就是水膜拉断 时的高度h，即 h | s2 s1 | 。
上述测量重复5次，取平均值．
3．测量细丝ab的长度及直径d． 4-计算水的表面张力及标准不确定度．注明实 验时的水温．
1.说明为使你测出的表面张力能有三位有 效数字，对所用弹簧的劲度系数应有何要求? 2.说明慢慢向上拉金属丝的过程中，拉力F 变化的情况． 3.如果金属丝不清洁会给测量 带来什么 影响?所测值偏大还是偏小?为什么? 4.查一下资料，对此实验不用弹簧秤，还 有什么装置可用?
则有
F W 2 l ldh g (29-2)
式中F为向上的拉力，W是框和细线所 受重力和浮力之差， l 为细金属线的长度， d为细线的直径即水膜的厚度，h为水膜被 拉断前的高度， 为水的密度，g为重力加 ldh g 为水膜的重量，由于细线的直径 速度． d很小，所以这一项不大：水膜有前后两面， 所以上式中张力为 2． l