理工物化实验--最大泡压法测定溶液表面张力_第1页
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文档简介

1、最大泡压法测定溶液表面张力实验报告报告人： 同组人： 实验时间2014年05月29日一实验目的：1明确表面张力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义；2掌握最大泡压法测定溶液表面张力的原理和技术；3掌握计算表面吸附量和吸附质分子截面积的方法。二实验原理：1表面张力和表面吸附液体表面层的分子一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，由于前者的作用要比后者大，因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力，如图1所示，这种吸引力使表面上的分子自发向内挤促成液体的最小面积，因此，液体表面缩小是一个自发过程。在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，

2、体系的吉布斯自由能的-2增值称为表面吉布斯自由能（J·m），用表示。也可以看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力-1（N·m）。欲使液体产生新的表面S，就需对其做表面功，其大小应与S成正比，系数为即为表面张力 ：W =×S(1)图1 液体表面与分子内部受力情况图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，分子间的作用力发生变化，表面张力也发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。水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）溶质浓度低

3、时表面张力就急剧下降，于某一浓度后表面张力几乎不再改变。 以上三种情况溶质在表面层的浓度与体相中的浓度都不相同，这种现象称为溶液表面吸附。根据能量最低原理，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中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，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。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之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程： =cd RTdcT（2）2式中，为溶质在表层的吸附量，单位mol·m，为表面张力，c溶质的浓度。 若 d0，则0，此时表面层溶质浓度大于本体溶液，称为正吸附。引起溶剂dcTd0，则0，此时表面层溶质浓度小于本体溶液，称为负吸附。 dcT，将此值代入（2）式便可求cT表面张力显著降低的物质叫表面活性剂。 若 通过实验测得表面张力与溶质浓度的关系，作出c 曲线，并在此曲线上任取若干点作曲线的切线，这些切线的斜率就是与其相应浓度的出在此浓度时的溶质吸附量。吉布斯吸附等温式应用范围很广，但上述形式仅适用于稀溶液。2最大泡压法测表面张力原理测定

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