表面张力测定仪.pdf

第 15 卷　第 6 期　　　实　验　技　术　与　管　理　　 1. 15　 . 6　1998　 38 V o N o 表面张力测定仪 　　　　　施　翔　　　　　　　　　　　　　　刁国旺 ( ) ( ) 泰州职业技术学院　225300 　 扬州大学师范学院化学化工系　225002 　　摘　要　本文介绍作者设计的一种以双管式表面张力管为主体的表面张力 测定仪, 满足了测量要求, 测量结果准确度提高, 测量方法简捷, 重复性好。 　　关键词　表面张力　表面张力测定管　测定仪 在物理化学实验教学过程中常采用最大气泡去测定溶液的表面张力, 并籍此求算溶 液的表面吸咐量。然而在实际测量时, 由于无法精确控制测量毛细管尖端在测试液中的插 入深度, 致使测量精度受到一定的限制, 平行实验的重复性差。理论表明, 为了消除溶液静 压对测量结果的影响, 精确测量时要求测量毛细管在溶液中的插入深度以0 为最佳, 即毛 细管尖端应恰好与待测溶液液面接触。然而, 如果使用文献中常用的单管式表面张力测定 管, 要使测量毛细管的尖端恰好与待测液表面相接触, 显然是很困难的。本文作者重新设 计了一种新型的双管式表面张力管。利用该管进行测量, 并按照本文提出的步骤操作, 很 容易满足上述要求。测量方法简捷, 测量结果的准确度高, 多次平行实验的重复性也有了 很大的提高。为便于推广, 现简单介绍如下: 图 1　双管式表现张力测定仪示意图 1 测量毛细管　2 双管式表面张力管　3 恒温槽 4 减压器　5 烧杯　6 单斜管压力计 图 1 为表面张力测定仪示意图。其中 1 为测量毛细管, 2 双管式表面张力管, 3 恒温 槽, 4 减压器, 5 烧杯, 6 单斜管压力计。测量前, 先要将表面张力管和测量毛细管充分洗 净, 再将毛细管垂直置于双管式表面张力管粗管中, 检查毛细管中是否有液体, 如果有, 应 用洁净的洗耳球从顶端将其吹掉。用滴管从另一支管中沿管壁缓慢加入待测液, 尤其当待 表面张力测定仪 39 测液接近毛细管端面时应逐滴加入, 同时密切注意观察测量毛细管, 如果发现毛细管中突 然有液柱上升, 表明此时待测液液面恰好与测量毛细管尖端接触, 应立即停止加液, 从毛 细管顶端鼓入气泡, 使溶液充分搅拌, 将表面张力管与减压系统和压力测量系统相连。打 开减压器下端的考克, 使水慢慢流出, 系统压力逐渐减小, 同时观察到测量毛细管中液柱 逐渐下降, 最终生成气泡。随着系统压力的进一步下降, 气泡逐渐长大, 直至破裂。而在破 裂前一瞬间, 系统压力降到最低, 记录此时斜管压力计上的读数。气泡破裂时, 系统压力会 突然回升。以后又将重复上述过程, 并观察到单个气泡有规律地连续逸出。每次读取压力 计上的最低点, 取五次读数的平均值, 即为测量结果。表 1 列出了20 ℃时不同浓度的乙醇 水溶液的测量结果。 表 1　20 ℃不同浓度乙醇溶液气泡破裂时压力计读数 H - 3 0 1. 036 1. 921 2. 577 3. 641 3. 941 4. 450 5. 138 6. 104 8. 278 9. 861 10. 265 c mo ldm 11. 50 9. 05 7. 83 7. 23 6. 65 6. 20 6. 03 5. 60 5. 20 4. 66 4. 5 4. 37 H cm 由于最大气泡法测量溶液表面张力法采用的是相对测量法, 所以本文读数无须进行 角度校正即可运用文献所示公式进行计算, 求算不同浓度乙醇溶液的表面张力, 计算结果 见图2。根据图2 采用镜面作图法, 可求得不同乙醇浓度时对应切线的斜率,