實驗七-最大氣泡壓力法測定溶液的表面張力?、實驗?的1．掌握最??泡壓?法測定表?張?的原理與技術。2．通過對不同濃度?醇溶液表?張?的測定，加深對表?張?、表??由能、表?張?與吸附量關系的理解。?、實驗原理1、在?定溫度下純液體的表?張?為定值，當加?溶質形成溶液時，表?張?發?變化，其變化的??決定于溶質的性質與加?量的多少。根據能量最低原理，溶質能降低溶劑的表?張?時，表?層溶質的濃度?溶液內部?；反之，溶質使溶劑的表?張?升?時，它在表?層中的濃度?在內部的濃度低，這種表?濃度與內部濃度不同的現象叫做溶液的表?吸附。在指定的溫度與壓?下，溶質的吸附量與溶液的表?張?及溶液的濃度之間的關系遵循吉布斯吸附等溫式：Γ=–（c/RT）*（dγ/dc）①式中，Г為溶液在表層的吸附量；γ為表?張?；c為吸附達到平衡時溶液在介質中的濃度。根據朗格謬爾（Langmuir）公式：Γ=Γ∞Kc/（1＋Kc）②Γ∞為飽與吸附量，即表?被吸附物鋪滿?層分?時的Γ∞c/Γ=（1＋Kc）/（Γ∞K）=c/Γ∞＋1/Γ∞K③以c/Г對c作圖，則圖中該直線斜率為1/Г∞。由所得的Г∞代?Am=1/Г∞L可求被吸附分?的截?積（L為阿伏伽德羅常數）。1、恒溫套管；2、?細管（r在0.15～0.2mm）；3、U型壓?計（內裝?）；4、分液漏?；5、吸濾瓶；6、連接橡?管。將待測表?張?的液體裝于表?張?儀中，使?細管的端?與液?相切，液?即沿?細管上升，打開抽?瓶的活塞緩緩抽?，?細管內的液?上受到?個?A瓶中液?上?的壓?，當此壓?差——附加壓?（△P=P??–P系統）在?細管端?上產?的作??稍?于?細管液體的表?張?時，?泡就從?細管?脫出，此附加壓?與表?張?成正?，與?泡的曲率半徑成反?，其關系式為：ΔP=2γ/R④式中，ΔP為附加壓?；γ為表?張?；R為?泡的曲率半徑。如果?細管半徑很?，則形成的?泡基本上是球形的。當?泡開始形成時，表??乎是平的，這時曲率半徑最?；隨著?泡的形成，曲率半徑逐漸變?，直到形成半球形，這時的曲率半徑R與?細管的半徑r相等，曲率半徑最?值，根據上式這時附加壓?達最?值。?泡進?步長?，R變?，附加壓?則變?，直到?泡逸出。根據上式，R=r時的最?附加壓?為：ΔP最?=2γ/r⑤實際測量時，使?細管端剛與液?接觸，則可忽略?泡?起所需克服的靜壓?，這樣就可以直接?上式進?計算。當將其它參數合并為常數K時，則上式變為：γ=KΔP最?⑥式中儀器常數K可?已知表?張?的標準物質測得。三、儀器藥品1、儀器：最?泡壓法表?張?儀1套，洗?球1個，移液管(50ml與10ml)各??，燒杯（500mL）。2、藥品：正丁醇（分析純），蒸餾?。四、實驗步驟1、儀器的準備與檢漏2、儀器常數的測定調節液?與?細管相切，并調節分液漏?，使?泡由?細管尖端成單泡逸出，且速度控制在每分鐘形成?泡5~10個（數顯微壓差測量儀為5~10s），當?泡剛脫離管端的?瞬間，壓?計中液位差達到最?值，當顯?的最?值?較穩定時，記下數據，重復調節2次并記下相應的數值。再由?冊查出實驗溫度時?的表?張?，求得儀器常數K。3、表?張?隨溶液濃度變化的測定在上述體系中，按濃度從?到低的順序依次測定預先配好的正丁醇溶液的△P最?值，每次置換溶液前都先?溶液潤洗2次，再按2?法測定。五、注意事項1.儀器系統不能漏?。2.所??細管必須?凈、?燥，應保持垂直，其管?剛好與液?相切。3.讀取壓?計的壓差時，應取單個逸出時的最?壓?差。六、實驗數據記錄及處理2、計算K值∵γ=KΔp∴K=γ?/ΔP最?=71.18×10-3/608.33=1.17×10-4m根據K值得到?組γ值，以γ(N/m)--c(mol.m-3)作圖如下:根據上圖，可以得到γ-c的關系式為γ=0.3187c2-0.1831c+0.07154由此得到dγ/dc=0.6374c-0.1831，其中c的單位為mol.m-3根據Γ=–（c/RT）*（dγ/dc）便可求出不同濃度下的Γ與c/Γ，結果見上表3、繪制Γ-c等溫線通過公式Γ=–（c/RT）/（dγ/dc）就得?組Γ。以Γ×10-6mol.m-2--c/（mol.dm-3）作圖如下：4、計算Am由c/Γ-c等溫線圖可知其斜率1/Γ∞=26.693×104，所以Γ∞=3.7463×10-6mol·m-2所以Am=1/(Γ∞L)=1/（3.7463×10-6×6.022×1023）=4.433×10-19m2；誤差計算：（4.433×10-19-3.2×10-19）/3.2×10-19=38.53%七、結果與討論1、這次的實驗操作的步驟很簡單，就是實驗量?較?，數據?較容易產?誤差。從得到的c/Γ-c等溫線來看，得到的數據不是很理想，擬合出的直線不夠精確。可能的原因有：①液?沒有跟?細管底部完全相切；②沒有等到?泡穩定了再讀數。2、本實驗是通過測最??泡來測定溶液的表?張?，計算過程中巧妙地?求導的?法間接地來求出τ-c的切線。所?的?細管必須?凈，?燥，應保持垂直，其管?剛好與液?相切；讀取壓?計的壓差時，應取?泡單個溢出時的最?壓?差。3、使?的張?管及?細管的洗滌要徹底。如果?細管洗滌不?凈，不僅影響表?張?值，?且會使?泡不能有規律地單個連續逸出。?細管插?溶液中的深度直接影響測量結果的準確性，這是因為溶液的靜壓?會增加對?泡壁的壓強，為了減少靜壓?的影響，應盡可能減少?細管的插?與深度，使插?深度與液?剛好相切。4、如果液?是彎曲，其表?的作??不是?平的，將有?個合?，當液?為凸時，合?指向液體內部，當液?為凹時，合?指向液體外部，這就現象稱為?細管現象。5、?細管清潔處理應特別的予以重視，熱風吹?及電爐烘烤的辦法應當避免，蕩洗是好辦法，但應盡量徹底。?細管內部可借助洗?球，但必須細?，不應使液體進?洗?球內。6、測定液體表?張?除?泡的最?壓?法外，常?的還有?細管上升法。滴重法等。7、Γ>0正吸附，Γ<0負吸附，Γ=0?吸附作??、思考題1.?細管尖端為何必須調節得恰與液?相切？否則對實驗有何影響？答：如果將?細管末端插?到溶液內部