吉首大学 化学实验教学中心Experimental Chem

1、主讲教师：刘文萍主讲教师：刘文萍 单位：吉首大学化学化工学院单位：吉首大学化学化工学院测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，考察吸测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，考察吸附量与浓度的关系。附量与浓度的关系。了解表面张力、表面自由能的意义以及与溶液了解表面张力、表面自由能的意义以及与溶液界面吸附的关系。界面吸附的关系。掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术，由术，由Gibbs公式用图解法求算不同浓度溶液的公式用图解法求算不同浓度溶液的界面吸附量。界面吸附量。gl体相分子：体相分子： 液体有自动收缩表面液体有自动收缩表面而呈球形的趋势。而呈球形的趋势。自由移

2、动不消耗功自由移动不消耗功表面分子：表面分子：纯液体和其蒸气组成的体系纯液体和其蒸气组成的体系,BT P nGA )m(J2比表面自由能比表面自由能（表面张力）（表面张力）（1）溶液的界面吸附）溶液的界面吸附溶液活度溶液活度溶液：溶液： 体系可调节溶质在表面相的浓度来降低体系可调节溶质在表面相的浓度来降低表面自由能。表面自由能。表面吸附表面吸附:表面层与体相浓度不相同的现象。表面层与体相浓度不相同的现象。恒温下的恒温下的Gibbs吸附方程：吸附方程：()TaRTa 溶质的表面吸附量mol m2/() (7-64)/Tc cRTc c 0，正吸附正吸附,溶液表面张力降低：表面活性物质溶液表面张力

3、降低：表面活性物质 0，负吸附负吸附, 溶液表面张力升高溶液表面张力升高: 非表面活性物质非表面活性物质浓度达一定值，溶液界面形成饱和单分子层吸附浓度达一定值，溶液界面形成饱和单分子层吸附（2）最大气泡压力法测定表面张力的原理）最大气泡压力法测定表面张力的原理 将待测液体装于表面张力仪，使毛细管的端面将待测液体装于表面张力仪，使毛细管的端面与液面相切。与液面相切。 打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系打开滴液漏斗的活塞，使水缓慢滴下而降低系统的压力，毛细管内的液面上受到一个比样品管内统的压力，毛细管内的液面上受到一个比样品管内的液面上稍大的压力。的液面上稍大的压力。 当压力差在毛细管端面上

4、产生的作用稍大于毛当压力差在毛细管端面上产生的作用稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口被压细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口被压出，这个最大的压力差可由出，这个最大的压力差可由U型管压力计上读出。型管压力计上读出。U形示压计两端汞柱形示压计两端汞柱的高度差的高度差毛细管端口形成的半球形气泡承受的最大压力差毛细管端口形成的半球形气泡承受的最大压力差2pg hr 若用同一支毛细管和压力计，在相同温度下测若用同一支毛细管和压力计，在相同温度下测定两种液体的表面张力，有定两种液体的表面张力，有1100hh 毛细管曲率半径毛细管曲率半径11010hK hh 毛细管常数毛细管常数饱和吸附

5、量饱和吸附量（3）求正丁醇的分子截面积）求正丁醇的分子截面积1kckc 11 (7-68)ck cc 作作 图图，由由直直线线斜斜率率求求求正丁醇分子截面积求正丁醇分子截面积1 (7-69)L （1） 测定毛细管常数测定毛细管常数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，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，气泡均匀使水缓慢滴下而降低系统的压力，气泡均匀逸出，读取逸出，读取U形压力计两臂最大高度差。形压力计两臂最大高度差。（2）测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力）测定不同浓度正丁醇溶液的表面张

6、力 配制浓度分别为配制浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.50mol.L-1 正丁醇溶正丁醇溶液各液各50ml。按（。按（1）步骤测定表面张力。）步骤测定表面张力。(1) 记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不同浓度正丁醇溶液的的同浓度正丁醇溶液的的h。(2) 按式（按式（7-66）计算毛细管常数）计算毛细管常数K。不同温度。不同温度下纯水的表面张力见附录下纯水的表面张力见附录14。(3) 按式（按式（7-66）计算不同浓度正丁醇溶液的）计算不同浓度正丁醇溶液的表面张力。表面张力。/dd /(4)c cc cc c 作作 / / 曲曲线线，在在曲曲线线上上分分别别取取为为0.030.03， 0.05 0.05，0.100.10，0.150.15，0.200.20，0.300.30，0.400.40的的点点作作 切切线线，求求切切线线斜斜率率。由（由（7-64）式计算不同浓度溶液的吸附量）式计算不同浓度溶液的吸附量i (5)cc 作作 ，确确定定饱饱和和吸吸附附量量，由由(7-69)(7-69)计计算算 正正丁丁醇醇分分子子截截面面积积。 用最大气泡压力法测定溶液的表面张