液体表面张力实验报告

1、溶液表面张力的测定陈兴、李丽（化工学院制药工程系，药151班，学号150153）摘要：该实验是要测定溶液的表面张力，采用最大气泡压力法。在指定 的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度和表面张力关系服从 gibbs吸附等温式：r=-（,气泡从形成到离开过程，曲率半rt &丿径由大变小，再变大，附加压力相应由小变大再变小。根据实验测得 到压力差，则有a/4艺，则可求得溶液在各种浓度的表面张力八 而 r由丄l+亠及a严二一可分别求岀饱和吸附量和正丁醇分子的i匚丿kr:厶横截面积。一、引言：在液体内部，表面层的分子受内层分子的作用与受表面层外介质 的作用不同，因而受力不均衡，在纯物质情况下，

2、表面层的组成与内 部相同，但加入溶质后，溶剂的表面张力会发生变化，所以是否可以 用不同浓度的溶液通过最大气泡压力法来测定表面张力，进而算出表 面吸附量和正丁醇分子的横截面积a$。二、实验材料和方法2.1材料仪器:dp-aw精密数字压力计，南京桑力电子设备厂；syc-15c 超级恒温水浴箱，南京桑力电子设备厂；容量瓶、移液管、烧杯、毛 细管，、北京玻璃二厂。亠试剂：0.3mol/l,0.4mol/l正丁醇溶液（a.r）,北乐化工厂。2.2方法实验时，先洗净表面张力仪，毛细管，吸管和容量瓶等，接着配 制溶液：03mol/l、0.4mol/l的正丁醇溶液配制成8种不同浓度的溶 液,分别为 0025m

3、ol/l、0.050mol/l> 0.075mol/l> 0.10omol/l、 0150mol/l、0.200mol/l> 0300mol/l、0.400mol/l 的正丁醇溶液。测量表面张力时，先将蒸馄水加入表面张力仪中，插入毛细管, 使毛细管口与液面相切且垂直，向排水瓶加入约三分之二的水，打开活塞接通大气，打开活塞，使微压差测量仪数字回零，关闭活塞，打 开滴液漏斗活塞使水流出，观察毛细管下端逸出的气泡，并读取记录 15组的压差仪示数，记录绝对值最大的示数，将溶液由稀到浓逐步 取代，重复上述步骤，测量完8个浓度的溶液，即实验结束。三. 数据和分析在25°c,气压

4、为101. 57kpa时,水的表面张力丫约为0. 0721n/m,测得其p = 0.454"。,由 =艺，可得曲率半径r = =0. 318m,则可由此算出不同浓度正丁醇溶液的表面张 rp力。0.070 -0.065 -0.060 0.055 y表一、25°c时不同浓度正丁醇溶液与表面张力 温度：25. 75°c大气压：101. 57kpac, mol/la/?, kpay, n/m0. 0000. 4540.07210. 0250. 4440. 07060. 0500. 4340. 06900. 0750.4170. 06630. 1000. 3960. 062

5、90. 1500. 3690. 05870. 2000. 3420. 05440. 3000. 3330. 05290. 4000. 3210. 05100.050 0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.45c(mol/l)图一、25°c时止丁醇溶液不同浓度与表面张力关系图在一定温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度和表面张力关系服从gibbs吸附等温 式：二斋（字，则可得出不同浓度下的及c/r,即表二。表二、25°c时正丁醇溶液不同浓度下的dyldc.及c/rc, mol/ldyl delor, mol / nrc/r0. 025-0

6、. 168541.7014714.540. 050-0. 139832. 8217730. 500. 075-0.115843. 5121367.520. 100-0. 096243. 8825773. 200. 150-0. 066254. 0137406. 480. 200-0.045473. 6754495. 910. 300-0. 021542.61114942.530. 400-0. 010221. 65242424.24图二、25°c时正丁醇浓度与dy关系图250000-200000-150000-u° 100000-500000 blinear fit of

7、sheetl b/0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.45c(mol/l)图三、25°c时正丁醇溶液不同浓度与c/关系图由图3可得斜率值为562149. 66,根据朗格缪尔等温吸附方程式t =+ 可£ | = _lc + _l,即丄二562149. 66,饱和吸附量匚=1.78x10“ mol/m2 0根据a,.=丄，l为阿伏加德罗常数，可以算出正丁醇分子的横截面积， av=9.32xl()-,9m2,比文献值大得多。四、结论在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度和表血张力关系服从睑吸附等温式：r=-在液体内部，表面层的分子受内层分子的作用与受表面层外介质的作用不同，因而受力不均衡，在纯物质情况下，表面层 的组成与内部相同，但加入溶质后，溶剂的表而张力会发生变化，实验中测得的 不同浓度的溶液的压差值随着浓度的增大而逐渐增大再减小，所以可以用不同浓度 的溶液通过最大气泡压力法来测定表面张力，并由朗格缪尔等温吸附方程式 £ = | _l c+可算出匚,由a、=丄可算岀正丁醇分子的横截面积。r irj kr匚厶五.