最大泡压法测定溶液的表面张力(泡压法、滴重法、毛细管升高法).pdfVIP

表面张力的测定

——最大气泡压力法、滴重法、毛细管升高法

一、实验原理：

1.最大气泡压力法测定表面张力（装置如下图所示）：

其中，B是管端为毛细管的玻璃管，与液面相切。毛细管中大气压为P0。试管A中气压为

P，当打开活塞E时，C中的水流出，体系压力P逐渐减小，逐渐把毛细管液面压至管口，

形成气泡。当气泡在毛细管口逐渐长大时，其曲率半径逐渐变小，气泡达最大时便会破裂。

γ

此时气泡的曲率半径最小，即等于毛细管半径r，气泡承受的压力差也最大△P=P-P=2/r

0

此压力差可由压力计D读出，故γ=r△P/2

若用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力分别为γ、γ，压力计测得压力差

1

2

分别为△P、△P则：

12

γγ

/=△P/△P

1212

若其中一种液体的γ已知，例如水，则另一种液体的表面张力可由上式求得。

2．毛细管身升高法（装置如下图所示）：

毛细管法测定表面张力仪器毛细管表面张力示意图

当一根洁净的，无油脂的毛细管浸进液体，液体在毛细管内升高到h高度。在平衡时，

2

毛细管中液柱重量与表面张力关系为：2πσrcosθ=πrgdh

σ=gdhr/2cosθ（1）

如果液体对玻璃润湿，θ=0，cosθ=1（对于很多液体是这样情况），则：

σ=gdhr/2（2）

式中σ为表面张力；g为重力加速度；d为液体密度；r为毛细管半径。

上式忽略了液体弯月面。如果弯月面很小，可以考虑为半球形，则体积应为：

πr333

-2/3πr=1/3πr

从（2）可得：σ=gdr/2（h+1/3r）（3）

更精确些，可假定弯月面为一椭圆球。（3）式应变为：

23

σ=gdhr/2（1+1/3（r/h）-0.1288（r/h）+0.1312（r/h））（4）

3.滴重法（装置如右图所示）：

从图中可看出，当达到平衡时，从外半径为r的毛细管滴下的液体重量应等于毛细管周

边乘以表面张力，即：mg=2πσr（5）

式中m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。

事实上，滴下来的仅仅是液滴的一部分。因此（5）式中给出的液滴是理想液滴。经实

验证明，滴下来的液滴大小是v/r3的函数，即由f（v/r3）所决定（其中v是液滴体积）。（5）

式变为mg=2πσrf（v/r3）（6）

σ＝mg/(2πσf（v/r3）)=Fmg/r(7)

式(7)中的F是校正因子。如果测得滴下液滴体积及毛细管外径，就可从表中查出校正因子

F的数值。

二、仪器和试剂：

表面张力测定装置一套；恒温水槽一套；洗耳球一个；5ｍL、2ｍL移