最大气泡法测表面张力

1、最大气泡法测最大气泡法测乙醇横截面积乙醇横截面积黄燕军黄燕军实验目的实验目的掌握最大气泡法测定表面张力的原理和掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术；技术；通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解；面吸附量关系的理解；计算乙醇分子的横截面积计算乙醇分子的横截面积实验原理实验原理液体表面层的分子受到垂直于液面并指向液体液体表面层的分子受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力。吸引力使表面上的分子向内内部的不平衡力。吸引力使表面上的分子向内挤促成液体的最小面积。挤促成液体的最小面积。增大

2、液体的表面积必须要反抗分子的内向力而作功。增大液体的表面积必须要反抗分子的内向力而作功。在在温度温度、压力压力、组成不变组成不变的条件下，的条件下，增加单位表面积增加单位表面积，系统的，系统的吉布斯能变化值吉布斯能变化值，称为表面吉布斯能，称为表面吉布斯能，单，单位为位为Jm2或：或：dGT,p,nBdA(G) T,p,nBA表面吉布斯能表面吉布斯能的另一种提法叫表面张力。的另一种提法叫表面张力。在指定温度、压力、组成不变的条件下，作用于液体在指定温度、压力、组成不变的条件下，作用于液体表面上单位直线长度上的表面收缩力，称为表面张力表面上单位直线长度上的表面收缩力，称为表面张力，其单位是，其单

3、位是Nm1WFdx dGT,p,nBdA(2ldx) F/2l液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。但定义及单位不同，是同一问题的不同说法。等的。但定义及单位不同，是同一问题的不同说法。测定仪器测定仪器若毛细管管径较小，毛细管口形成的气泡可视若毛细管管径较小，毛细管口形成的气泡可视为球形。为球形。附加压力附加压力p与溶液的表面张力及与溶液的表面张力及毛细管管径有毛细管管径有关。关。在同一设备中，以水做标准，有：在同一设备中，以水做标准，有：p2r水水溶液溶液p水水p溶液溶液r2p影响表面张力的因素影响表面张力的因素物质性质物质性质温度

4、温度液体中加入的物质种类及浓度液体中加入的物质种类及浓度当加入溶质后，液体的表面张力要发生变化，当加入溶质后，液体的表面张力要发生变化，用吉布斯用吉布斯 (Gibbs)公式表示：公式表示：(d/dc)T称为表面活度：称为表面活度：溶质浓度的变化造成的液体表面张力的变化溶质浓度的变化造成的液体表面张力的变化c(d)TRTdc正吸附正吸附(d/dc)T0：溶质能减少溶剂的表面张力，此：溶质能减少溶剂的表面张力，此时溶液表面层的浓度大于内部的浓度。时溶液表面层的浓度大于内部的浓度。 负吸附负吸附(d/dc)T0，0：溶质能增加溶剂的表面张力，此：溶质能增加溶剂的表面张力，此时溶液表面层的浓度小于内部

5、的浓度。时溶液表面层的浓度小于内部的浓度。当溶剂的布满一层被吸附的分子时，该吸附达当溶剂的布满一层被吸附的分子时，该吸附达到了最大吸附量，此时有：到了最大吸附量，此时有：该分子的横截面积为：该分子的横截面积为：cc1KA1NA仪器及试剂仪器及试剂表面张力测定仪、数字式微压差计、漏斗、蒸表面张力测定仪、数字式微压差计、漏斗、蒸馏水瓶、滴管、移液管、容量瓶、吸球、温度馏水瓶、滴管、移液管、容量瓶、吸球、温度计、无水乙醇、蒸馏水计、无水乙醇、蒸馏水测定水的测定水的p；配制系列乙醇溶液；配制系列乙醇溶液；测定系列乙醇溶液测定系列乙醇溶液的的p；作作c图，求出各浓度的图，求出各浓度的(d/dc)T ；求出各浓度的求出各浓度的值；值；作作c/ c图，求出图，求出；计算乙醇分子的横截面积计算乙醇分子的横截面积A溶液配制溶液配制相关常数相关常数作图获得作图获得(d/dc)T的方法示意的方法示意将将c图实验点连成图实验点连成平滑的曲线；平滑的曲线；