物理化学实验_溶液表面张力的测定-最大气泡法物理化学实验_溶液表面张力的测定-最大气泡法.pdf

物理化学实验 溶液表面张力的测定——最大气泡法 分1 黄浩 2011011743 同组实验人：刘晓颖 实验日期：2014-5-24 提交报告日期：2014-5-24 1 引言 1.1 实验目的 1. 明确表面张力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义。 2. 掌握最大压力气泡法测定表面张力的原理和技术。 3. 计算表面吸附量和吸附质分子的截面积。 1.2 实验原理 c  d 1）本实验中，利用     公式，求出不同浓度时气一液界面上的吸附量Γ。 RT  dc T 式中Γ为表面超量（mol•m-2 ）, σ为溶液的表面张力（J •m-2 ），T 为热力学温度（K ），c 为 溶液的浓度（mol•dm-3 ），R 为气体常数。 c c 1 c 2 ）利用  ，若以 ~ c 作图，得一直线，由直线的斜率可求出Γ 。若以    K     2 N 代表1m 表面上溶质的分子数，则在饱和吸附时 N = ΓN  A 式中的NA 为阿佛加德罗常数，求出每个溶质分子在表面上所占据的横截面积 1 S   N  A 3 ）用最大气泡法测定表面张力： 该测定方法的装置和原理如图1 所示。 图1 测试装置示意图 1.烧杯；2.抽气用的滴液漏斗；3.精密数字微压差测量仪；4.恒温槽；5.支管试管；6.毛细管； 1 物理化学实验 将下口齐平的毛细管垂直插入试液，并使管口刚好与液面相切，则可看到毛细管内形成 凹液面。然后从滴液漏斗中放水抽气，随着毛细管内外压差逐渐增大，泡的曲率半径由大变 小，当气泡的半径等于毛细管的内半径时，其半径达到最小值，而泡内压力达到最大值，此 P 时的泡内外压最大差 可由压力计测出，所以根据泡内最大的附加压力和毛细管的内半径 r ，就可计算表面张力 2 r P    P  kP r 2 式中k 为仪器常数，其值可用已知表面张力的物质测定。最大压力气泡法与接触角无 关，不需要液体的密度数据，且装置简单，测定迅速，因此，本实验选用此法。 2 实验操作 2.1 实验药品 表面张力仪1 套，1000ml、500ml 烧杯各一个，100ml 容量瓶7 个，20ml、25ml 移液管 各一支，一次性滴管若干，洗耳球1 个，0.4 和0.5mol/L 正丁醇水溶液。 2.2 实验条件（实验温度、湿度、压力等） 表 1 实验条件 室温/ ℃ 相对湿度