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1、液体表面张力系数测定的实验报告优质资料(可以直接使用，可编辑 优质资料，欢迎下载）xx大学实验报告课程物理实验实验项目液体表面张力系数的测定成绩专业班级学号实验日期姓名同组人姓名指导教师一【实验目的】（1） 掌握力敏传感器的原理和方法（2） 了解液体表面的性质，测定液体表面张力系数。二【实验内容】用力敏传感器测量液体表面的张力系数三【实验原理】液体具有尽量缩小其表面的趋势，好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。测量表面张力系数的常用方法：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。此试验中采用了拉脱法。拉脱法是直接测定法，通常采用物体的弹性形变（伸长或扭转）
2、来量度力的大小。液体表面层内的分子所处的环境跟液体内部的分子不同。液体内部的每一个分子四周都被同类的其他分子所包围，他所受到的周围分子合力为零。由于液体上方的气象层的分子很少，表层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不为零。这个力垂直于液面并指向液体内部。所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使得液体表面自然收缩，直到处于动态平衡。假如在液体中浸入一块薄钢片，则钢片表面附近的液面将高于其它处的,如图1所示。FtFtFmg图1由于液面收缩而产生的沿切线方向的力Ft称之为表面张力，角称之为接触角。当缓缓拉出钢片时，接触角逐渐的减小而趋于零，因此Ft方向垂直向下。在钢片脱离液体前诸力平衡
3、的条件为 F = mg + Ft（1）其中F是将薄钢片拉出液面的时所施加的外力，mg为薄钢片和它所沾附的液体的总重量。表面张力Ft与接触面的周长2(l+d)成正比，故有Ft = 2(l+d),式中比例系数称之为表面张力系数，数值上等于作用在液体表面单位长度上的力。将Ft代入式（1）中得 （2）当用环形丝代替薄钢片做此实验时，设环的内外直径为D1、D2,当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差f = Fmg =(D1+D2),此时 （3）只要测出力f和环的内外直径，将它们代入式(3)，即可算出液体的表面张力系数。式中各量的单位统一为国际单位。四【实验仪器】（1） FDNSTB 液体表面张力系数测定仪
4、。（2） 砝码六个，每个质量0.500g五【实验步骤】（1） 开机预热。（2） 清洗玻璃器皿和吊环。（3） 在玻璃器皿内放入被测液体并安放在升降台上。（4） 将砝码盘挂在力敏传感器上，对力敏传感器定标。（5） 挂上吊环，测定液体表面张力系数。当环下沿全部浸入液体内时，转动升降台的螺帽，使液面往下降。记下吊环拉断液面瞬间时的电压表的读数U1，拉断后瞬间电压表的读数U2。则f=(U1-U2)/B六【实验注意事项】（1） 轻轻挂上吊环，必须调节好水平。（2） 在旋转升降台时，尽量是液体的波动要小。（3） 工作室不宜风力较大，以免吊环摆动致使零点波动，所测系数不准确。七【数据记录与处理】（1）力传感器
5、标定 g=9.749m/s2砝码个数（个）012345电压（+）（mv）10.525.641.156.371.887.0电压（-）（mv）10.225.340.555.971.286.9电压平均（mv）10.425.440.856.171.587.0（2）水的表面张力测定水温：23挂环内径：3.31cm 挂环外径：3.50cm测定次数12345U169.469.268.868.668.5U211.811.711.511.211.3U1-U2=57.4 (mv)（3）最小二乘法求灵敏度传感器电压与受力关系曲线应用最小二乘法程序直线拟合得：B=3.14 (V/N)（4）计算水的表面张力表面张力=1
6、.83 (N)表面张力系数 =(1.83)/(3.31)+(3.50) =8.56 (N/m)八【实验参考书】大学物理实验张怀作著百度文库物理实验辽宁大学物理组九【实验小结】本次实验中,在老师的耐心指导下,我成功的完成拉此次实验.做完这实验自己懂得了不少的知识，了解了液体表面张力的一些性质，也明白了一些自然现象，如泡沫的形成，露珠为什么是球形等。这次实验做的挺成功的，我想成功主要原因有以下几点。第一，在实验前认真听老师讲解实验有关的知识、步骤、细节、注意事项等内容。第二，课前认真预习了实验液体表面张力系数测定，对于实验的基本原理、实验的操作方法 以及实验时所注意的细节都有了一定的了解，这样在做
7、实验时就不会手足无措。现在也真正的理解了老师当时对我们所讲的“预习对于做实验很重要”这句话。正负离子表面活性剂混合体系双水相性质的测定班级：学号：姓名：SDS/ CTAB/ H2O/ Na2SO4系统双水相配制和萃取作用The Aqueous Two-phase Preparation of SDS/ CTAB/ H2O/ Na2SO4 System and Extraction摘要：通过配制不同摩尔分数的SDS/ CTAB/ H2O/ Na2SO4混合系统绘制双水相相图并对一定浓度双水相吸光度的测定, 研究了SDS/ CTAB/ H2O/ Na2SO4混合系统双水相对罗丹明B的萃取作用。结果
8、表明: 溶液的准确性和溶液配的配比是能否出现双水相的关键所在，温度对混合体系双水相的稳定性有重要影响。关键词: SDS CTAB 双水相吸光度罗丹明B 萃取1实验原理：正负离子表面活性剂混合系统的水溶液在适当条件下能够形成两个互不相溶的水相系统,这种系统称为表面活性剂双水相系统。由于表面活性剂溶液中的胶束结构在不同的条件下组装形式不同, 这使得表面活性剂双水相系统对物质萃取的选择性具有可调节性。本实验通过研究十二烷基硫酸钠( SDS )/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/水混合体系在盐存在时的相行为、双水相分相时间以及双水相对大分子物质罗丹明B的萃取作用, 揭示影响物质在正负离子表面活性剂双水
9、相中分配系数的主要因素。绘制三元相图: 以0. 2 mol N溶液为溶剂, 配制0. 2 mo l SDS 溶液及0. 2molCTAB 溶液。这两种溶液作为纯组分,分别占据三元相图两个顶点, 以0. 2 mol N溶液为另一个顶点。在三元相图上均匀取点, 配制样品, 所有样品于313. 15 K 恒温24 h, 观察现象。液晶( Liquid Crystal-LC) 的微观结构通过恒温偏光显微镜测定。萃取: 将被萃取物与上述其它组分共同配成双水相, 313. 15 K 恒温稳定后, 取上下相稀释成一定浓度, 用分光光度计测其吸光度。其最大吸收波长: 罗丹明B= 553 nm。无盐时, SDS
10、/ CTAB/ H2O 混合系统在40时形成稳定的双水相所需的时间很长, 约48 h。但若上述系统中含有0. 2mol N, 2h 左右即可出现双水相, 双水相达到平衡的时间约为5 h。这表明盐加快了分相速度。图1 为SDS/CTAB/ H2O 系统含0. 2mol N时的拟三元相图。在相图中存在两个ATPS 区, 根据各区表面活性剂配比的差异, 分别称为阴离子双水相区( ATPSa ) 与阳离子双水相区( ATPSc) 。偏光实验证实, 双水相区与液晶区有密切的关系, 偏光区或包容ATPS 区或与AT PS 区交错。实验中发现，双水相上相呈现偏光现象, 视为液晶。即使无偏光现象的双水相上相,
11、 曾推测其为立方结构的液晶 7 , 所以可以认为双水相上相具有液晶结构。对于ATPSa 区, 由于阴离子表面活性剂SDS 过量, 混合表面活性剂有序组合的液晶结构带负电;对于ATPSc 区, 阳离子表面活性剂CTAB 过量,混合表面活性剂有序组合的液晶结构带正电。由于两个ATPS 区的双水相组成及微观结构的差异, 它们的萃取分离行为是不同的。图1含0. 2 molL- 1 N的SDS/ CT AB/H 2O/ N系统相行为根据A=kbC，其中k为吸光系数，单位L/(gcm),b为液层厚度（通常为比色皿的厚度），单位cm ， c为溶液浓度，单位mol/l求的分配系数DD=萃取效率E=*100%=
12、 *100%2 实验部分2.1 仪器，作用与试剂。电子天平； 用于准确称量SDS,CTAB并确定稀释倍数 磁力加热搅拌器； 加速溶解721型分光光度计；规格0.5、1.0cm比色皿；测量上下相的吸光度 干燥器； 用于干燥仪器恒温水浴箱； 用于提供环境温度保持温度不变塑料保鲜膜；剪刀；橡皮筋12个； 用于将混合溶液密封圆柱形玻璃小瓶12个； 装混合溶液玻璃棒4根； 搅拌长吸管一支；注射器2支； 分别用于吸取上下水相100ml烧杯14个； 用于混合液体250ml烧杯2个； 用于溶解固体100ml容量瓶2个；500ml容量瓶1个； 用于配精确浓度的溶液5ml移液管2支；10ml移液管2支； 移取溶液
13、刻度尺1把； 测量上下相高度洗耳球1个。 移取溶液，吹走泡沫SDS（分析纯，99%）；CTAB（分析纯，99%）；Na2SO4（分析纯，99%）；10-mol/L罗丹明B；蒸馏水。2.2 实验方法.1 仪器准备将12个100ml小烧杯、2支注射器、比色皿洗涤干净后，放入干燥箱中干燥，备用。.2 溶液配制2.1用电子天平准确称取14.243gNa2SO4固体，于100ml烧杯中加入一定量蒸馏水溶解，将磁子放入，放在磁力加热搅拌器上加热搅拌，使其充分溶解后转移至500mL容量瓶中，加蒸馏水定容、摇匀，得到0.2mol/l的Na2SO4溶液。 2.2 准确称取5.768gSDS粉末，取配好的0.2mol/l的Na2SO4溶液40-50ml倒入100ml烧杯中，并将烧杯置于磁力加热搅拌器上加热搅拌。缓慢加入SDS，使其溶解。全部溶解后转移至100mL容量瓶中定容，恒温一段时间等泡沫消失得0.2mol/l的SDS溶液备用。.2.3 准确称取7.289gCTAB粉末，按步骤2配制溶液。3 配制双水相.3.1用移液管移取2.4mLSDS和7.6mLCTAB于100mL小
