溶液表面张力的测定详解.pdf

学号： 201214140123 得分： 基础物理化学实验报告 实验名称：溶液表面张测定 12 届药学 班级 1 组号 实验人姓名：李楚芳 同组人姓名：罗媛，兰婷 指导老师：邓斌 实验日期： 2014-05-30 湘南学院化学与生命科学系 一、 实验目的： 1．加深理解表面张力的性质，表面吉布斯能的意义以及表面 张力和吸附的关系。 2. 掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 二、 主要实验原理，实验所用定律、公式以及有关文献数据： 当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化。 根据能量最低原理， 若溶液质能降低溶剂的表面张力， 则表面层溶质的浓度应比溶液内部 的浓度大；如果所加溶质能使溶剂的表面张力增加，那么，表面层溶 液质的浓度应比内部低。 这种现象为溶液的表面吸附。 用吉布斯公式 ( Gibbs) 表示： c dσ Γ ( ) T (1) 式 c RT d -2 -2 式中， Г为表面吸附量 (mol.m ) ； σ为表面张力（ J.m ）； Ｔ为 d σ 绝对温度（ Ｋ）； Ｃ为溶液浓度（ mol/L ）； ( ) T 表示在一定温度下 dc 表面张力随浓度的改变率。 d 当 ( ) T 0， Г0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的 dc 浓度大于内部的浓度，称为正吸附作用。 d ( ) T 0， Г0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的 浓 dc 度小于内部的浓度，称为负吸附作用。 可见，通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同 浓度下溶液的表面吸附量。 本实验采用最大气泡压力法测定正丁醇水溶液的表面张力值。将 欲测表面张力的液体装入试管中， 使毛细管的端面与液面相切， 液体 即沿毛细管上升， 直到液柱的压力等于因表面张力所产生的上升力为 止。若管内增加一个与此相等的压力，毛细管内液面就会下降，直到 在毛细管端面形成一个稳定的气泡； 若所增加的压力稍大于毛细管口 液体的表面张力， 气泡就会从毛细管口被压出。 可见毛细管口冒出气 泡的需要增加的压力与液体的表面张力成正比。 σ=K△p 式中 K 与毛细管的半径有关，对同一支毛细管是常数，可由已知 表面张力的液体求得。本实验通过蒸馏水来测得。 由实验测得不同浓度时的表面张力，以浓度为横坐标，表面张力 为纵坐标，得 σ-c 图，过曲线上任一点作曲线的切线和水平线交纵 d σ b b b b 坐标于 b1，b2 两点，则曲线在该点的斜率为 1