实验5、溶液表面张力的测定（最大泡压法)一、目的要求1．掌握最大泡压法测定表面张力的方法;2．测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，计算表面吸附量和乙醇分子的截面积3．了解溶液表面张力测定的应用及相关实验数据的处理的方法二、实验原理 1．根据Laplace公式: Δpmax（Pa或N·m－2)=2γ(N·m－1)/r(m) 其中,Δpmax即为实验测出的最大压力差，γ是表面张力，r是毛细管半径或称毛细管常数 注：实验中先用已知表面张力的纯水测定最大泡压Δpmax，可计算出毛细管常数 在毛细管常数已知条件下，通过测定不同浓度乙醇溶液的最大泡压，可计算得不同浓度乙醇溶液的表面张力 2．溶液的表面吸附 根据吉布斯吸附方程： Γ=－c/RT （dγ/d c） 根据上面所测得的不同浓度乙醇溶液的表面张力，作浓度与表面张力的关系图在曲线上作某一浓度ci的切线,其切线的斜率即为该浓度下（dγ/d c）T，进一步可求得该浓度下的Γ按上法求出不同浓度下的溶液吸附量Γ根据公式:c/Γ= c/Γ∞+1/KΓ∞作c/Γ～c图，应为一直线，其直线斜率为1/Γ∞，可求得最大表面吸附量Γ∞.再根据： AB=1//LΓ∞求得溶质乙醇分子的截面积AB。
式中L为阿伏加德罗常数三、实验仪器 溶液表面张力测定仪数显压力差计四、实验步骤 1．室温下(记录实验当天温度)毛细管常数的测定 连接好实验装置(见示意图)，慢慢打开分液漏斗，放水,增大体系的压力，通过控制放水的速度，控制毛细管口的出泡速度(约15个/min）注：在出泡中，可以看到压力差计上的压力在变化),读出压力差计中的最大压力差，Δpmax 平行测定三次,取平均值. 注:查得室温下水的表面张力,可计算出毛细管常数r实验的关键点：毛细管刚好于溶液面相切.2．不同浓度乙醇溶液表面张力的测定〔1〕不同浓度乙醇溶液的配制(用移液管）无水乙醇（ml): 2.5 5.0 7.5 10.0 125纯水（ml): 475 450 425 40.0 37.5浓度(mol/L） 注：根据各自的密度近似计算其浓度〔2〕不同浓度乙醇溶液表面张力的测定 按1法分别测定不同浓度乙醇溶液的最大泡压.计算不同浓度乙醇溶液表面张力表面张力五、数据处理按原理所述方法处理数据，实验结果包括:毛细管常数；不同浓度乙醇溶液的表面张力及溶液表面吸附量Γ。
最大饱和吸附量Γ∞和乙醇分子的截面积AB注：图用绘图纸画思考题 1．如果将毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗？为什么？实验数据处理示例 (室温297度，3027K）1．毛细管半径：查出纯水30○C的表面张力γ=0.07118 N·m－1，测得最大泡压Δpmax为62167Pa根据公式Δpmax=2γ/r算得：r=229×10－4 (m)2．溶液表面张力的测定：浓度/mol/L085871.71742.5761343484.2935Δpma x/Pa（平均)48933447.00390673510032233γ×10—2/ N·m－15.60351184.4734.0193691（dγ/d c）T×10-2—1095-0.735-0505—0.413-0.350Γ×10-63734450157516685634059714c/Γ×1052.299434240498596096671901根据上面所测得的不同浓度乙醇溶液的表面张力，作浓度与表面张力的关系图在曲线上作某一浓度ci的切线(见图）,其切线的斜率即为该浓度下(dγ/d c）T，根据公式Γ=－c/RT (dγ/d c）进一步可求得该浓度下的Γ。
按上法求出不同浓度下的溶液吸附量Γ 相关实验结果见上表作c/Γ～c图，见下图，得良好的线性关系.其直线斜率为1/Γ∞，得：1/Γ∞=1.4239×105再根据： AB=1//LΓ∞求得溶质乙醇分子的截面积AB 2.3652×10－19 m2文中如有不足，请您指教！ / 。