最大气泡法测液体表面张力实验报告思考题
10最大泡压法测溶液的表面张力
相切。
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7、思考题
1、有哪些因素影响表面张力测定的结果？如何减小以致消除这些 因素对实验的影响？
2、用最大泡压法测定表面张力时，为什么要读取最大压力差？ 3、在测量中，如果抽气速度过快，对测量结果有何影响？ 4、毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切？否则对实验有何影
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4.2 不同浓度乙醇表面张力的测定
➢ 样品管中装入待测的乙醇溶液，重复前面的步骤，求出 Pmax2。
➢ 求出不同浓度乙醇溶液的表面张力（浓度从稀到浓，注 意润洗）
➢ 测定已知浓度的乙醇溶液的折射率，作出标准曲线。再 测定未知乙醇溶液的折射率，从标准曲线上确定其浓度
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5、数据处理
1、以纯水测得结果求出毛细管常数K值 2、用表格列出各浓度的溶液压力差值，并求得其
表面张力值。 3、作1-c图
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6. 实验注意事项
➢ 仪器系统不能漏气（如何检查漏不漏气？）。 ➢ 微压差测量仪采零时，务必要与大气相通。 ➢ 所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与
液 面相切。 ➢ 读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出（5－6个/分钟）
响？ 5、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差？如果气泡
逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响？
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3. 仪器与试剂
表面张力测定装置 1套
洗耳球
1个
滴管
1个
不同浓度的乙醇溶液
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4. 实验步骤
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告
气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告以气泡最大压力法测定溶液的表面张力实验报告摘要：本实验使用气泡最大压力法测定了不同浓度的溶液的表面张力，并通过实验结果分析了溶液浓度对表面张力的影响。
实验结果显示，溶液浓度增加会导致表面张力降低，这与理论预期相符。
通过本实验可以深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系。
引言：表面张力是液体分子间相互作用力在液体表面上形成的一种现象，也是液体表面的一种性质。
溶液表面张力的测定对于研究溶液性质及其应用具有重要意义。
本实验采用气泡最大压力法测定溶液的表面张力，该方法简便易行且结果准确可靠。
实验原理：气泡最大压力法是一种测定液体表面张力的常用方法。
根据拉普拉斯方程，液体表面的压差与表面张力成反比。
在实验中，将一根细管浸入溶液中，通过控制管内气体的流速和压力，使气泡在液体表面形成并随后破裂。
通过测量破裂气泡的直径和压力，可以计算出液体的表面张力。
实验步骤：1. 准备工作：清洗实验仪器，准备好不同浓度的溶液。
2. 调整实验仪器：调整细管的位置和角度，使其与溶液表面平行，并确保气泡能够顺利形成和破裂。
3. 开始实验：通过控制气体流速和压力，使气泡在液体表面形成并破裂。
4. 测量数据：记录气泡破裂时的压力和直径，重复实验多次以提高数据的准确性。
5. 处理数据：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。
实验结果与分析：根据实验数据计算得到不同浓度溶液的表面张力，并绘制出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，表面张力呈现下降的趋势。
这是因为溶质分子在液体表面上的存在会减弱液体分子间的相互作用力，从而导致表面张力降低。
这一结果与理论预期相符。
结论：本实验使用气泡最大压力法成功测定了不同浓度溶液的表面张力，并发现溶液浓度对表面张力有影响。
实验结果表明，溶液浓度增加会导致表面张力降低。
这一实验结果对于深入理解溶液表面张力的概念及其与溶液浓度的关系具有重要意义。
最大气泡压力法测定溶液表面张力
物理化学实验最大气泡压力法测定溶液表面张力C210 2010-04-12T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.掌握最大气泡法测定溶液表面张力的原理和方法2.测水溶液的表面张力并计算定不同浓度正丁醇计算吸附量3.加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量关系的理解二、实验原理处于溶液表面的分子,受到不平衡的分子间力的作用而具有表面张力s.气泡最大压力法测定表面张力装置见实物；实验中通过滴水瓶滴水抽气使得体系压力下降，大气压与体系压力差△p逐渐把毛细管中的液面压至管口，形成气泡。
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，根据拉普拉斯公式得:附加压力达最大值ΔP max =σ/r min。
气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。
加入表面活性物质时溶液的表面张力会下降,溶质在表面的浓度大于其在本体的浓度,此现象称为表面吸附现象;单位溶液表面积上溶质的过剩量称为表面吸附量Γ, Γ=-(c/RT)*( dσ/dc).对可形成单分子层吸附的表面活性物质，溶液的表面吸附量Γ与溶液本体浓度c之间的关系符合朗格谬尔吸附等温式: Γ=Γ∞*kc/1+kc朗格谬尔吸附等温式的线性形式为: c/Γ=c/Γ∞+1/kΓ∞Γ∞为饱和吸附时,单位溶液表面积上吸附的溶质的物质的量，则每个溶质分子在溶液表面上的吸附截面积为:A m=1/(N A*Γ∞)三、仪器与试剂恒温槽装置；数字式微压差计；抽气瓶l个；表面张力测定仪烧杯（1000mL）；T形管1个；电导水；正丁醇（A.R.）及其不同浓度的标准溶液；四、实验步骤1．仪器常数的测定将表面张力测定仪清洗干净；在干净的表面张力测定仪中装入电导水，使毛细管上端塞子塞紧时，毛细管刚好与液面垂直相切；抽气瓶装满水，连接好后旋开下端活塞使水缓慢滴出；控制流速使气泡从毛细管平稳脱出（每个气泡4-6秒），记录气泡脱出瞬间数字微压差计的最大数值，取三次并求平均值。
最大泡压法测定溶液的表面张力
（2）测定不同浓度乙醇溶液的表面张力 配制浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.15，0.20， 0.25，0.30，0.35，0.50mol.L-1 正丁醇溶液各50ml。 按（1） 数据记录和处理
(1) 记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不 同浓度乙醇溶液的的△h。 (2) 按式（7-66）计算毛细管常数K。不同温度 下纯水的表面张力见附录14。
最大泡压法测表面张力
（3）求乙醇的分子截面积 饱和吸附量
kc 1 kc
(7-68)
c 作 ～c图，由直线斜率求
1 c 1 k
求乙醇分子截面积
1 ＝ L
(7-69)
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最大泡压法测表面张力
3. 实验步骤
（1） 测定毛细管常数K. 将蒸馏水装于带支管的毛细管，使毛细管的端 面与液面相切，打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴 下而降低系统的压力，气泡均匀逸出，读取U形压 力计两臂最大高度差。
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最大泡压法测表面张力
2. 实验原理
体相分子：
（1）溶液的界面吸附 纯液体和其蒸气组成的体系 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。
2 G (J m ) γ A T , P ,nB
g
l
比表面自由能（表面张力）
3
最大泡压法测表面张力
溶液： 体系可调节溶质在表面相的浓度来降低 表面自由能。
(3) 按式（7-66）计算不同浓度乙醇溶液的表 面张力。
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最大泡压法测表面张力
(4)作 ～c/c 曲线，在曲线上分别取c / c 为0.03， 0.05，0.10，0.15，0.20，0.30，0.40的点作 d 切线，求切线斜率 。 dc / c
物化实验-最大气泡法
最大气泡压力法实验报告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。
2 实验原理液体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，处于不平衡状态，具有较大势能，如欲使液体产生新的表面，就需要对其做功。
可逆地使表面积增加dA 所需作的功为−δW = ydA,(1)比例系数y 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（溶液的表面吸附）。
它们之间的关系遵守吉布斯公式式中Γ 为表面吸附量mol·m²,y 为表面张力N·m²本实验采用最大气泡法测定表面张力。
降低毛细管外压力，则气泡将自管口内壁逐渐形成，见下图。
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，最大压力差记为∆p，气泡呈半球形时的半径为r，由Young-Laplace 方程有：式中的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K3 实验操作1.溶液配制用容量瓶及所给正丁醇水溶液配制浓度分别为0.3、0.25、0.2、0.15、0.1、0.05、0.025 mol·dm−3 的正丁醇水溶液。
2.测定仪器常数充分洗净大试管4 及毛细管1，在大试管中注入适量的去离子水，使毛细管端口刚好和液面垂直相切。
_最大泡压法测定溶液的表面张力2
实验二十 最大泡压法测定溶液的表面张力一、实验目的1. 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；2. 掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术；3. 测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算溶液的表面吸附量和正丁醇分子的横截面积。
二、基本原理（一）表面自由能溶液表面分子在外侧方向没有其它分子的作用，因而溶液表面分子比内部分子具有更高的平均位能，故液体有尽量缩小表面积的倾向。
从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，将使体系总自由能减小。
欲使液体增大单位面积时，要由外界对液体作功，其所需要的能量称为液体的表面自由能或表面能。
液体表面积的缩小将使其达到尽可能低的位能状态，所以自由小液滴常呈球形。
A ΔS Δ成正比：假设液体产生新的表面，则需对其作功的大小应与W S σ−=⋅Δ （） II-20-1A ΔW σ−=式中S 为表面积，σ即为表面张力。
如果为1 m 2是在恒温恒压下生成1 m 2，则新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能或表面能，其单位为J·m -2，即恒温恒压下体系增加一单位表面积时所需的能量。
因为J·m -2 = N·m·m -2 = N·m -1σ，所以也可将看作是表面层的分子垂直作用在界面每单位长度边缘上且与表面平行或相切的收缩力，称为比表面张力，简称表面张力，其单位是N·m -1。
它与表面自由能的概念不同，但量纲一致。
σ表示了液体表面自动缩小趋势的大小，其量值与液体的成分、溶液的浓度、温度及表面气氛等因素有关。
（二）溶液的表面吸附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。
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）溶质浓度降低时表面张力急剧下降，于某一浓度后表面张力几乎不再改变。
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
最大气泡法测定溶液的表面张力
σ称为表面自由能，单位为J/m2。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。
2. 溶液的表面吸附
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,表面层中 的浓度比内部的低。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。
验温度时水的表面张力，利用公式 K/hmax
求出仪器常数K。
▪ 5.待测样品表面张力的测定：用待测溶液洗净试管和毛
细管，加入适量样品于试管中，按照仪器常数测定的方法，
测定不同待测样品的
h计max算其表面张力。
▪ 6.乙醇溶液的折光率测定：用每个样品测出 hmax 后，随 即用滴管吸取该溶液滴，置于棱镜上，用阿贝折光仪测其 折光率nD查工作曲线得各样品的准确浓度。
▪3. 调节恒温为25℃。
▪ 4.仪器常数测定 先以蒸馏水作为待测液测定其仪器常数。方法是将干燥的 毛细管垂直地插到使毛细管的端点刚好与水面相切，打开 滴液漏斗，控制滴液速度，使毛细管逸出的气泡，速度约 为5s～10s1个。在毛细管口气泡读出U型管两边液面最大 高度差 hmax 可读三次，取其平均值。通过手册 查出实
数据处理
▪ 1.由附录表中查出实验温度时水的表面张力，算出毛细管常 数K。
▪ 2.由实验结果计算各份溶液的表面张力 ,并作 ~c曲线。
▪ 3. 在 ~c 曲 线 上 分 别 在 0 ． 050mol/L ， 0 ． 100mol ／ L ，
0．150mol／L，0．200mol／L，0．250mol／L和0．300mol
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 的浓度有关,从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯吸附 方程:
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最大气泡法测液体表面张力实验报告思考题
1. 如何确定液体表面张力？
液体表面张力可以通过最大气泡法来测量。
在该实验中，通过取一个直径较小的截面为 A 的垂直管，将待测液体从管的下
端注入，避免管中有空气，将管放置在一个温度控制的恒温槽中，然后利用一支细微管，在管内气体压强稳定后，使气泡逐渐升大，知道气泡完全从垂直管中脱离，记录此时气泡的直径
d 以及液体温度T，然后根据公式可以计算出液体表面张力T。
2. 什么因素会影响测量结果？
影响测量结果的因素有以下几个方面：
（1）液体和气体的纯度。
（2）液体温度，因为液体表面张力随温度的升高会逐渐降低，所以最好在相同的温度下进行测量。
（3）液体粘度，因为高粘度的液体在气泡升大时会阻碍气泡
在液体中运动。
（4）管道几何形状和尺寸，这点在实验中被控制为固定不变，但也应考虑尺寸误差和形态误差。
（5）气泡形状，气泡不能太大或太小，太大会导致液柱挂不住，太小会给测量带来难度。
（6）实验环境的湿度和气压，因为这些因素会改变液体表面张力，影响测量结果。
3. 最大气泡法只能用于测量液体表面张力吗？
不仅仅是液体表面张力，最大气泡法也可以用于测量固体表面张力、液体与固体表面间的接触角等。
因为在液体和固体接触的地方，通常会出现一个类似“液滴” 的形状，而这个液滴和气体之间就可以形成一个气泡。
当气泡逐渐升大，最终脱离液滴表面后，便可以根据相应的公式计算出表面张力或接触角等参数。