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文檔簡介
表面張力的測定化學實驗中心
2007年3月實驗目的1.測定正丁醇水溶液的表面張力，并根據Gibbs吸附等溫式計算表面吸附量。2.了解表面張力的性質，表面自由能的意義以及表面張力和吸附的關系。3.掌握用最大氣泡法測定表面張力的原理和技術。實驗原理純物質表面層的組成與內部相同，因此在定溫定壓下純液體的表面張力是定值。當向其中加入溶質時，根據能量最低原則，溶質能降低溶劑表面張力時，表面層溶質的濃度比溶液內部大；反之，溶質使溶劑表面張力升高時，表面層溶質的濃度比溶液內部低。
這種表面濃度與溶液內部濃度不同的現象叫做溶液的表面吸附。實驗原理Γ＞0，正吸附；
Γ＜0，正吸附；本實驗研究正吸附情況。為了求得表面吸附量，需先作出σ＝f(c)的等溫曲線。取曲線上不同的點，就可得出不同值，從而可作出吸附等溫線。
實驗原理
本實驗用鼓泡法測定溶液的表面張力，其原理如下：從浸入液面下的毛細管端鼓出空氣泡時，需要高于外部大氣壓的附加壓力以克服氣泡的表面張力，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關系為：
（2）為附加壓力；為表面張力；為氣泡的曲率半徑；實驗原理
如果毛細管半徑很小，則形成的氣泡基本是球形的。當氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時曲率半徑R與毛細管半徑相等，曲率半徑達到最小值，根據（2）式這時的附加壓力達到最大值。氣泡進一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。按照（2）式，R＝r時的最大附加壓力為：
或（3）儀器試劑實驗步驟實驗前將毛細管和容量瓶用鉻酸洗液洗凈。然后用水作標準物質，測定儀器常數K值。為此在小燒杯中裝入蒸餾水，使毛細管端剛剛與液面相接觸，按圖接好全部儀器，并將小燒杯放入恒溫水浴中，達到指定溫度后，緩慢打開放水旋塞，使氣泡從毛細管端盡可能緩慢地鼓出，同時注意讀取壓力計的最大壓差值。讀取數次，取平均值。1.儀器常數的測定實驗步驟配制0.50mol·L-1的正丁醇溶液50mL。為此先按正丁醇的摩爾質量和室溫下的密度計算需用正丁醇的體積。在250ml容量瓶中裝入三分之二的蒸餾水，然后用10ml移液管或2ml刻度移液管吸取所需正丁醇體積放入容量瓶中，加水至刻度并混合均勻。裝入50ml堿式滴定管，再用這一濃溶液配制下列濃度的稀溶液各50mL：0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.16、0.2、0.24mol·L-1。
2.溶液的配制實驗步驟4.試驗數據記錄表濃度(mol·L-1)0.000.020.040.060.08高度差(mm)濃度(mol·L-1)0.100.120.160.20.24高度差(mm)實驗演示數據處理1.以純水測量結果按式（4）計算K值。純水的表面張力見附錄。2.計算各溶液的表面張力值。3.作表面
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