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1、最大泡压法测定溶液表面张力Determination of the Aqua Surface Tension by Determining the Biggest Vacuole Pressure目的要求 实验原理仪器和试剂 实验步骤实验装置示意图 实验数据记录与处理问题讨论 注意事项实验演示目的要求 Purposes and Demands1.测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。2.了解表面张力的性质，表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系。3.掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。实验原理 Principle1、表面自由能表面张力表示了液体表面自动缩
2、小趋势的大小，其量值与液体的成分、溶质的浓度、温度及表面气氛等因素有关。2、溶液的表面吸附根据能量最低原则，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层溶质的浓度比溶液的内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，表面层中的浓度比内部的浓度低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯吸附方程：式中： 为表面吸附量（单位：molm-2 ）T为热力学温度（单位：K）C为稀溶液浓度（单位：moldm-3 ）R为气体常数以表面张力对浓度作图，可得到 c 曲线，在 c 曲线上任选一点 I作切线，即可得该点所对应浓度 ci的斜率（d/dci）T ,可求得不同浓度
3、下的 值和得出 -c 的关系图。 3、最大泡压法将被测液体装于测定管中，使玻璃管下端毛细管端面与液面相切，液面沿毛细管上升。打开抽气瓶的活塞缓缓放水抽气，则测定管中的压力 p逐渐减小，毛细管中压力 po就会将管中液面压至管口，并形成气泡，其曲率半径由大而小，直至恰好等于毛细管半径 r，根据拉普拉斯（Laplace）公式，这时能承受的最大压力差也最大：最大压力差可用 U型压力计中最大液柱差来表示：Dpmax=rgDhK为仪器常数，可以用已知表面张力的物质测定。 （水和乙醇水溶液的表面张力见附表）仪器和试剂 Apparatus and Reagent 表面张力测定装置 1套阿贝折射仪 1台烧杯（2
4、00mL） 1只恒温水浴 1套洗耳球 1个乙醇（分析纯）实验步骤 Procedure1、测定仪器常数调节恒温槽的温度300.1oC 。将仪器认真洗涤干净，在测定管中注入乙醇，使管内液面刚好与毛细管口相接触，置于恒温水浴内恒温10min。注意使毛细管保持垂直并注意液面位置，然后按图接好系统。慢慢打开抽气瓶活塞，进行测定。注意气泡形成的速度应保持稳定，通常以每分钟约8个至12个气泡为宜。记录 U型压力计两边最高和最低读数各3次，求出平均值。2、测定乙醇溶液的表面张力将毛细管从样品管中取出，倒掉乙醇，以不同浓度的乙醇溶液进行测定，从浓到稀依次进行，每次测量前必须用待测液将样品管与毛细管冲洗三遍，然后
5、在样品管内放入适量的待测溶液，按测仪器常数的步骤，测定 h 值。实验装置示意图 Sketch-maps of Equipments图 163 测定表面张力装置图实验数据记录和处理 Data Records and Data Processing1、实验温度 ；大气压 水（标准液） ；H2O= DhH2O= 仪器常数 K=乙醇浓度 (M)h=h 上 -h 下 /cm /Nm-1/molm-2浓度 1 2 3 平均值 2、作 = f(c)图。3、求出曲线上不同浓度 C点处的 d/dc。4、作出 -c 吸附等温线。问题讨论 Questions1、何谓表面张力，比表面能?表面张力与温度有无关系？、何谓正吸附与负吸附？3、本实验用吉布斯吸附方程求什么量？要求出此量需什么数据？本实验用什么方法测取此数据？1.3501.3604、为什么要测定仪器常数？5、是否可以在测定仪器常数时，压力计内的液体用水，而测待测溶液时，压力计内水被换成乙醇？为什么？6、影响本实验结果的关键因素是什么？注意事项Attentions1.毛细管口要与液面相切。2.气泡形成速度应稳定。阿贝折射仪 调节到的最佳状态明暗分界线读记：n1.3515 .
