最大气泡压力法测定溶液的表面张力(2021整理).pdf

《最大气泡压力法测定溶液的表面张力(2021整理).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最大气泡压力法测定溶液的表面张力(2021整理).pdf（2页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用最大气泡压力法测定溶液的外表张力最大气泡压力法测定溶液的外表张力一、实验目的一、实验目的1掌握最大气泡压力法测定外表张力的原理和技术。2通过对不同浓度乙醇溶液外表张力的测定，加深对外表张力、外表自由能、外表张力和吸附量关系的理解。二、根本原理二、根本原理在一个液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。可是在液体外表外表层中，每个分子都受到垂直于并指向液体内部的不平衡力。所以说分子在外表层比在液体内部有较大的位能，这位能就是外表自由能，通常把增大一平方米外表所需的最大功 A 或增大一平方米所引起的外表自由能的变化G,称为单位外表的外表能，其单位

2、为Jm1；而把液体限制其外表及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为外表张力，其单位是Nm1。如欲使液体外表面积增加S 时，所消耗的可逆功A 应该是：一 AGS1液体的外表张力与温度有关，温度愈高，外表张力愈小。根据能量最低原那么，假设溶质能降低溶剂的外表张力，那么外表层中溶质的浓度应比溶液内部的浓度大，如果所加溶质能使溶剂的外表张力升高，那么溶质在外表层中的浓度应比溶液内部的浓度低。这种外表浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的外表吸附。在一定的温度和压力下，溶液外表吸附溶质的量与溶液的外表张力和参加的溶质量即溶液的浓度有关，它们之间的关系可用吉布斯(Gibbs)公式表示：c()T2R

3、Tc式中：为吸附量(mol m1)；为外表张力(J m-1)；T 为绝对温度(K)；c 为溶液浓度(mol L)T表示在一定温度下外表张力随溶液浓度c而改变的变化率。如果随浓度的增加而减小，也即()T 0，此时溶液外表c层的浓度大于溶液内部的浓度，称为正吸附作用。如果随浓度的增加而增加即()T 0，c1)；R 为气体常数(8314JKImol1)。(那么0，此时溶液外表层的浓度小于溶液本身的浓度，称为负吸附作用。从(2)式可看出，只要测定溶液的浓度和外表张力，就可求得各种不同浓度下溶液的吸附量。在本实验中，溶液浓度的测定是应用浓度与折光率的对应关系，外表张力的测定是应用最大气泡压力法。图 2

4、是最大气泡压力法测定外表张力的装置示意图。将欲测外表张力的液体装于支管试管 5 中，使毛细管 6 的端面与液面相切，液面即沿着毛细管上升，翻开滴液漏斗 2 的活塞进行缓慢抽气，此时由于毛细管内液面上所受的压力p大气大于支管试管中液面上的压力 p系统，故毛细管内的液面逐渐下降，并从毛细管管端缓慢地逸出气泡。在气泡形成过程中，由于外表张力的作用，凹液面产生了一个指向液面外精品文档，word 文档本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用的附加压力p，因此有下述关系：p大气p系统ppp大气p系统(3)附加压力p 和溶液的外表张力成正比，与气泡的曲率半径R 成反比，其关系式为p2/R(4)假

5、设毛细管管径较小，那么形成的气泡可视为是球形的。气泡刚形成时，由于外表几乎是平的，所以曲率半径 R 极大；当气泡形成半球形时，曲率半径 R 等于毛细管管径 r，此时R 值为最小；随着气泡的进一步增大，R 又趋增大(见图 3 所示)，直至逸出液面。根据(314)式可知，当 Rr 时，附加压力最大，为p2/r(5)这最大附加压力可由数字式微压差测量仪上读出。在实验中，假设使用同一支毛细管和压力计，那么 r 是一个常数。如果将外表张力的液体作为标准，由实验测得其p 后，就可求出r。然后只要用这一仪器测定其他液体的p值，通过(5)式计算，即可求得各种液体的外表张力三、操作步骤三、操作步骤1作工作曲线已

6、有标准曲线c2r 的测定(1)仔细洗净支管试管和毛细管。将数字式压力计接上电源，预热后采零。然后按图 2所示连接装置。在滴液漏斗中装满水。(2)参加适量的重蒸馏水于支管试管中，调节毛细管的上下使其端面与液面相切。然后把支管试管浸入恒温槽(必须使毛细管处于垂直位置)，在 20条件下恒温十分钟。(3)翻开滴液漏斗活塞进行缓慢抽气，使气泡从毛细管口逸出。调节气泡逸出的速度不超过每分钟 20 个时，读出压力计压力差。重复读数三次，取其平均值。3待测样品外表张力的测定(1)用待测溶液洗净支管试管和毛细管后，参加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酒精溶液的p 值

7、。4待测样品浓度的测定用阿贝折光仪测定待测样品的折光率，并从工作曲线上找出其相应的浓度值。四、数据记录和处理四、数据记录和处理1用表格列出各溶液的最大压力差与折光率数值，并求得其外表张力和浓度的数值。2 以浓度 c 为横坐标，外表张力为纵坐标作图(横坐标浓度从零开始)。3在一 c 曲线上任取假设干点，分别作出切线，求得其斜率m。m()Tc4根据吉布斯吸附方程式求算各浓度的吸附量。并画出吸附量与浓度的关系图。由斜率刚求算吸附量r 的方法如图 4 所示，在一 c 图上任找一点 d，过 d 点作切线 ab，此曲线的斜率 m 为m六、思考讨论题六、思考讨论题1外表张力为什么必须在恒温槽中进行测定?温度变化对外表张力有何影响?为什么?2本实验为什么选用酒精压力计而不用水银压力计?ZZZ所以RTc10c1精品文档，word 文档