最大泡压法测定溶液的表面张力实验报告（ X页）.docx

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1、最大泡压法测定溶液的表面张力实验报告(doc X页)物理化学实验报告2012年02月21日总评：姓名：学校：陕西师范大学年级：2010级专业：材料化学室温：10.0?大气压：lOOkpa一、实验名称:最大泡压法测定溶液的表面张力二、实验目的：(1) 了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系；(2)通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算吉布斯表面吸附量和乙醇 分子的横截面积，掌握气泡最大压力法测定表面张力的原理和技术。技能要求:掌握自动界面张力仪的使用方法，实验数据的作图处理方法.三、 实验原理：(1)表面张力的物理意义:在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，体 系-2的吉

2、布斯自由能的增值称为表面吉布斯自由能(J?m),用丫表示。也可以-1看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力(N?m);(2)影响表面张力的因素:液体的表面张力与温度有关，温度越高，表面张力越 小。液体的表面张力与液体的浓度有关，在溶剂中加入溶质，表面张力就会发生 变化；(3)表面张力与吸附量的关系:表面张力的产生是由于表面分子受力不均衡引起 的，当加入一种物质后，对某些溶液(包括内部和表面)及固体的表面结构会带来 强烈的影响，则必然引起表面张力的改变。如果溶质加入能降低表面吉布斯自 由能时，边面层溶质浓度比内部大;反之增加表面吉布斯自由能时，则溶液在 表面的浓度比内部小。由此可见，在

3、指定温度和压力下，溶质的吸附量与溶液 的表面张力有关，即吉布斯等温吸附方程：二 - (d, /de) (c/RT) T其中为溶质的表面超额，c为溶质的浓度，为溶液的表面张力：1)若d,/dc,O, r,o,为正吸附，表面层溶质浓度大于本体溶液，溶质是表面活性剂。2)若d,/dc,O,，0,为负吸附，表面层溶质浓度小于本体溶液，溶质是非表面活性剂。溶液的饱和吸附量：c/= c/r , 1/KP ?23 分子的截面积：，=1/(L) L=6. 02X10 ?B物理化学实验报告1物理化学实验报告四、实验数据及处理：以纯水(25?)的测量结果计算仪器毛细管常数K，,纯水的表面张力,查书附 录。查表得:

4、温度：25?水的表面张力，：0.07197N/m仪器常数K : 0. 0735实验数 据记录：增压力差Apl/Pa减压力差Ap2/Pa Ap浓度pppppp,平均p 平均 Apl-Ap2 ,232311蒸储水 1. 0870 2. 1739 3. 2609 4. 3478 5. 4348 6. 5217 7. 6087 8. 6957 根据 上表绘制曲线：一表，狄力冲MB-;2,2、拟合曲线尸ax +bx+c,由直线斜率求其饱和吸附量，并计算乙醇分子的 横截面积，附图：BValueStandard Errora2.62889E-45.69047E-5B b-0.0055570259E-4c0.

5、06227D.001222 拟合二次函数得到：y=0. 000262889x-0. 0055x+0. 06227求导:y =0. 000525778x-0. 0055物理化学实验报告2物理化学实验报告实验数据分析：-lc/ mol?L 1. 0870 2. 1739 3. 2609 4. 34780.057439 0.050784 0.04671 0.042622 ,/N?m-1-0. 004928 -0. 004357 -0. 003785 -0. 003214 (d, /de) 6666-2 3.82298*104.98234*10 5.64017*10 2. 1623*10c/mol?m

6、 ,-lc/ mol?L 5. 4348 6. 5217 7. 6087 8. 69570. 040724 0.038685 0.035658 0.033797 ,/N?m-1-0. 002643 -0. 002071 -0. 001500 -0. 000928 (d, /de) 6666-2 5.45157*104.60505*10 3.25704*10 5.79659*10c/mol?m ,根据上表绘制c/c曲线：，iococw-T9 计算：，1 / 245115 ,1 / ,L, 4.07168*10 B,五、讨论思考：1 .与文献值(见书中附录)对照，检验你的测定结果，并分析原因。答:

7、绘制出 的曲线不是很符合特征(标准)曲线，可能是实验数据误差较大引起的，归结起来可能由以下原因引起：(1)出泡速率不能太快。因为出泡速率快将使表面活性物质来不及在气泡表面 达到吸附平衡，也将使气体分子间摩擦力和流体与管壁间的摩擦力增大，这将 造成压力差增大，使表面张力测定值偏高。所以要求从毛细管中溢出的气泡 必须单泡溢出，有利于表面活性物质在表面达到吸附平衡，并可减少气体分 子及气体与管壁之间的摩擦力，才能获得平衡的表面张力；(2)毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。假如毛细管尖端插液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。为了减少静压力的影响，应尽可能减少毛

8、细管的插入和深度，使插入深度?h接物理化学实验报告3物理化学实验报告近0。毛细管内的空气压力与管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后， 需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏 高。而该实验装置中，随着滴液漏斗中水的不断流出，滴液的速度会减慢，装置的 此处有待改进。另外，毛细管的竖直以及毛细管进入液面的深度，对于测定结果都 有一定的影响。2 .表面张力测定仪的清洁与否和温度之不恒定对测量结果有何影响，答:如果 玻璃器皿的不清洁和温度不恒定，则气泡不能连续平稳地通过，从而使压差计读数不稳定。由于溶液折光率、浓度等随着温度变化而变化，若温度不稳定，则难以测得溶液的准确浓度。物理化学实验报告4