溶液表面张力测定实验报告

1、学号：201114120222基础物报告实验名称:溶液表面张力的测定 应用化学二班班级03组号 实验人姓名：xx 同组人姓名：xxxx 指导老师：杨余芳老师 实验日期： 2013-11-12湘南学院化学与生命科学系、实验目的1、测定不同浓度正丁醇（乙醇）水溶液的表面张力；2、了解表面张力的性质，表面自由能的意义及表面张力和吸附的关系；3、由表面张力一浓度曲线（。一c曲线）求界面上吸附量和正丁醇分子的横 截面积S；4、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。二、实验原理测定液体表面张力的方法很多，如毛细管升高法、滴重法、环法、滴外形法 等等。本实验采用最大泡压法，实验装置如图一所示。图一中A为充

2、满水的抽气瓶；B为直径为0.20.3mm的毛细管；C为样品管； D为U型压力计，内装水以测压差；E为放空管；F为恒温槽。图一最大泡压法测液体表面张力仪器装置图打开抽体上的压出，将毛细管竖直放置，使滴口瓶面与液面相切，液体即沿毛细管上升， 气瓶的活栓，让水缓缓滴下，使样品管中液面上的压力渐小于毛细管内切 压力（即室压），毛细管内外液面形成一压差，此时毛细管内气体将液体 在管口形成气泡并逐渐胀大， 口液体的表面张力时，气泡破裂，压差的最大值可由U型压力计上读出。若毛细管的半径为r，气泡从毛细管出来时受到向下的压力为:p = p - p = A h p g式中，Ah为U型压力计所示最大液柱高度差，g

3、为重力加速度，p为压力 计所贮液体的密度。气泡在毛细管口所受到的由表面张力引起的作用力为2n rY，气泡刚脱离 管口时，上述二力相等：兀 rr 2 p =兀 r 2 A h p g = 2 兀 r max丸 r p maA=pgr 2 A h p g =2 丸r若将表面张力分别为和的两种液体用同一支毛细管和压力计用上法测出各自的和，则有如下关系:Ahi = i2Ah2艮即y = Y2 = KAh2对同一支毛细管来说，K值为一常数，其值可借一表面张力已知的液体标定。 本实验用纯水作为基准物质，20.0C时纯水的表面张力为7.275 X 10TN/m（或 J/m2）。三、实验仪器及试剂表面张力测定

4、装置（包括恒温槽）1套；容量瓶1 00ml1个，50ml5个；1 ml 刻度移液管1支；吸耳球1个；正丁醇（二级）；去离子水。四、简述实验步骤和条件1、分别配制浓度为 0.050、0.100、0.200、0.300、0.400、0.500、0.600、0.700mol/L 的正丁醇溶液100mL。2、将仪器仔细洗涤干净，调节恒温槽温度为25C。3、样品管中装入蒸馏水，使液面与毛细管端面向切，注意保持毛细管与液 面垂直。4、打开抽气瓶活塞，让水缓慢流下，使毛细管中气泡逸出速度为510秒/ 个。5、纪录压力计最大值，重复二次，求出P最大1平均值。6、同法测定各浓度下正丁醇水溶液的P最大2值。五、实

5、验数据及现象的原始记录於 6。6 _O.oVow S时g 牛: 一OjooomU/A晔。A L_.0-zooo moh技。B/JT注q. ?ooo 恤 II-妇，一JTOOg#ooo状g_枝.Y_ Oiwonio(/xg必时70 马 OQoM/。啊斗n0.7。mM 但一那呀0。作箍统购信所政#温度：25C水的表面张力：0.07197N/m 仪器常数K： 0.1190溶液浓度/mol L-1压力差 p/kPaa/N-m-1(d a /dc)Tr /mol-m-2123平均值00.6060.6050.6030.6050.07200-0.0406000.0500.5420.5430.5450.543

6、0.06462-0.039347.94e-70.1000.5400.5420.5430.5420.06450-0.038081.54e-60.2000.5300.5310.5300.5300.06307-0.035562.87e-60.3000.5000.4990.5000.5000.05950-0.033044.00e-60.4000.4580.4580.4580.4580.05450-0.030524.92e-60.5000.4460.4460.4470.4460.05307-0.028005.65e-60.6000.4090.4110.4110.4100.04879-0.025486.1

7、7e-60.7000.3990.4000.4000.4000.04760-0.022966.48e-6查出实验温度下水的表面张力，计算仪器常数K。计算系列正丁醇溶液的表面张力，根据上述计算结果，绘制。一c等温线。r =-(c/RT)*( do /dc)求导得到do /dc代入吉布斯方程可计算溶液表面吸附量r ；y=ax2+bx+ca=0.0126 b=-0.0406 c=0.0695do /dc= dy/dx=ax+b=0.0252x-0.0406r =-(c/RT)*( do /dc)再利用计算机作rc图，c/c图，并运用c/rc图拟合直线方程， 由直线斜率可得饱和吸附量8=1/A.计算出横截面积A:c/mol/L-100.050.100.200.30.400.500.600.70c/r61054.763010.165095.069708.175024.881219.588529.397284.9107962.5r = 1/64649.4mol*m-2=1.55e-5 mol*m-2A日/(NA*r 8)= 1.07e-19m2六、结果与讨论1、毛细管尖端为何必须调节地恰好与液面相切？答：如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力， 还有