1、1最大氣泡壓力法測定溶液表面張力實驗一實驗一 最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力21. 實驗目的測定不同濃度乙醇溶液的表面張力，考察吸附測定不同濃度乙醇溶液的表面張力，考察吸附量與濃度的關系。量與濃度的關系。了解表面張力、表面自由能的意義以及與溶液了解表面張力、表面自由能的意義以及與溶液界面吸附的關系。界面吸附的關系。掌握最大氣泡壓力法測定表面張力的原理和技掌握最大氣泡壓力法測定表面張力的原理和技術，由術，由Gibbs公式用圖解法求算不同濃度溶液的公式用圖解法求算不同濃度溶液的界面吸附量。界面吸附量。最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力32. 實驗原理gl體相分子：體相分子： 液體有

2、自動收縮表面液體有自動收縮表面而呈球形的趨勢。而呈球形的趨勢。自由移動不消耗功自由移動不消耗功表面分子：表面分子：純液體和其蒸氣組成的體系純液體和其蒸氣組成的體系,BT P nGA )m(J2比表面自由能比表面自由能（表面張力）（表面張力）（1）溶液的界面吸附）溶液的界面吸附最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力4溶液活度溶液活度溶液：溶液： 體系可調節(jié)溶質在表面相的濃度來降低體系可調節(jié)溶質在表面相的濃度來降低表面自由能。表面自由能。表面吸附表面吸附:表面層與體相濃度不相同的現象。表面層與體相濃度不相同的現象。恒溫下的恒溫下的Gibbs吸附方程：吸附方程：()TaRTa 溶質的表面吸附量mo

3、l m2/() (7-64)/Tc cRTc c 最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力5 0，正吸附正吸附,溶液表面張力降低：表面活性物質溶液表面張力降低：表面活性物質 0，負吸附負吸附, 溶液表面張力升高溶液表面張力升高: 非表面活性物質非表面活性物質濃度達一定值，溶液界面形成飽和單分子層吸附濃度達一定值，溶液界面形成飽和單分子層吸附（2）最大氣泡壓力法測定表面張力的原理）最大氣泡壓力法測定表面張力的原理最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力6 將待測液體裝于表面張力儀，使毛細管的端面將待測液體裝于表面張力儀，使毛細管的端面與液面相切。與液面相切。 打開滴液漏斗的活塞，使水緩慢滴下而降

4、低系打開滴液漏斗的活塞，使水緩慢滴下而降低系統(tǒng)的壓力，毛細管內的液面上受到一個比樣品管內統(tǒng)的壓力，毛細管內的液面上受到一個比樣品管內的液面上稍大的壓力。的液面上稍大的壓力。 當壓力差在毛細管端面上產生的作用稍大于毛當壓力差在毛細管端面上產生的作用稍大于毛細管口液體的表面張力時，氣泡就從毛細管口被壓細管口液體的表面張力時，氣泡就從毛細管口被壓出，這個最大的壓力差可由出，這個最大的壓力差可由U型管壓力計上讀出。型管壓力計上讀出。最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力7U形示壓計兩端汞柱形示壓計兩端汞柱的高度差的高度差毛細管端口形成的半球形氣泡承受的最大壓力差毛細管端口形成的半球形氣泡承受的最大壓

5、力差2pg hr 若用同一支毛細管和壓力計，在相同溫度下測若用同一支毛細管和壓力計，在相同溫度下測定兩種液體的表面張力，有定兩種液體的表面張力，有1100hh 毛細管曲率半徑毛細管曲率半徑11010hK hh 毛細管常數毛細管常數最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力8飽和吸附量飽和吸附量（3）求乙醇的分子截面積）求乙醇的分子截面積1kckc 11 (7-68)ck cc 作作 圖圖，由由直直線線斜斜率率求求求乙醇分子截面積求乙醇分子截面積1 (7-69)L 最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力93. 實驗步驟（1） 測定毛細管常數測定毛細管常數K. 將蒸餾水裝于帶支管的毛細管，使毛細管

6、的端將蒸餾水裝于帶支管的毛細管，使毛細管的端面與液面相切，打開滴液漏斗的活塞，使水緩慢滴面與液面相切，打開滴液漏斗的活塞，使水緩慢滴下而降低系統(tǒng)的壓力，氣泡均勻逸出，讀取下而降低系統(tǒng)的壓力，氣泡均勻逸出，讀取U形壓形壓力計兩臂最大高度差。力計兩臂最大高度差。（2）測定不同濃度乙醇溶液的表面張力測定不同濃度乙醇溶液的表面張力 配制濃度分別為配制濃度分別為0.02，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.50mol.L-1 正丁醇溶液各正丁醇溶液各50ml。按（按（1）步驟測定表面張力。）步驟測定表面張力。最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力104. 數據記錄

7、和處理(1) 記錄實驗溫度，大氣壓，以及蒸餾水和不記錄實驗溫度，大氣壓，以及蒸餾水和不同濃度乙醇溶液的的同濃度乙醇溶液的的h。(2) 按式（按式（7-66）計算毛細管常數）計算毛細管常數K。不同溫度。不同溫度下純水的表面張力見附錄下純水的表面張力見附錄14。(3) 按式（按式（7-66）計算不同濃度乙醇溶液的表）計算不同濃度乙醇溶液的表面張力。面張力。最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力11/dd /(4)c cc cc c 作作 / / 曲曲線線，在在曲曲線線上上分分別別取取為為0.030.03， 0.05 0.05，0.100.10，0.150.15，0.200.20，0.300.30，0.400.40的的點點作作 切切線線，求求切切線線斜斜率率。由（由（7-64）式計算不同濃度溶液的吸附量）式計算不同濃度溶液的吸附量i cc（5）作作，確定飽和吸附量，確定飽和吸附量，由（，由（7-69）計算乙醇分子截面積。計算乙醇分子截面積。最大泡壓法測表面張力最大泡壓法測表面張力125. 思考題 用最大氣泡壓力法測定溶液的表面張力時，用最大氣泡