七、最大气泡法测定溶液的表面张力

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1、宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工114班姓名提子序号17同组姓名指导老师胡爱珠杨建平实验日期2013.5.21实验名称实验七最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、实验目的1、掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。2、通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表明自由能、表面张力和吸附量关系的理解。二、实验原理1、在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯吸附等温式：根据朗格缪尔公式：以c/Г对c作图，得以直线，该直线的斜率为1/Г∞三、实验仪器、试剂1、仪器：最大泡压表面张力仪1套、洗耳球1个、

2、移液管(50ml和1ml)各1只、烧杯(500ml)2、试剂：正丁醇(分析纯)、蒸馏水四、实验步骤1、仪器准备与检漏将表面张力仪容器和毛细管先用洗液洗净，再顺次用自来水和蒸馏水漂洗，烘干后按图接好。检查是否漏气。2、仪器常数的测定调节液面与毛细管端相切，并调节分液漏斗，使气泡由毛细管尖端成单泡逸出，且速度控制在每分钟形成气泡5-10个。当气泡刚脱离管端的一瞬间，压力计中液位差达到最大值，此时记录下Δp最大值；改变气泡逸出速率(控制在每分钟5-10个)，再依此记录2次，取其平均值。再由手册中查出实验温度时水的表面张力，求得仪器常数K。3、表面张力随溶液浓度变化

3、的测定在上述体系中，按浓度从低到高的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的Δp最大值，每次置换溶液前都先用新溶液润洗2次，再按2方法测定。五、数据记录与处理1、计算仪器常数K和溶液表面张力γ，绘制γ-c等温线。室温：27.9℃大气压力：100.21Kpa恒温槽温度：30℃γ水：71.18×10-3N/mK:1.1041×10-43浓度c(mol/dm3)水0.020.040.060.080.10.120.160.20.24Δpmax(Pa)644.7621.3576.0542.3515.7491.7471.7449.0419.0397.7Δpmax1(Pa)64

4、6622577542515493470451418398Δpmax2(Pa)643621576543517490472448419397Δpmax3(Pa)645621575542515492473448420398γ×10-3(N/m)71.1868.6063.6059.8856.9454.2952.0849.5846.2643.91由图表数据作γ-c等温线图：由图1可得Y=0.07142-0.20629*X+0.39219*X2可以得到γ-c的关系式为Y=0.07142-0.20629*C+0.39219*C2由此得到dγ/dc=0.78438c-0.2

5、0629将不同的c值代入上式，就可以得到在不同浓度c下的dγ/dc了。再根据Г=－c/RT(dγ/dc)来求得不同浓度下的Г值和c/Г值，数据记录如下：c(mol/dm3)0.020.040.060.080.10.120.160.20.24dγ/dc-0.1906-0.1749-0.1592-0.1435-0.1279-0.1122-0.0808-0.0494-0.1800Г×10-6(mol/m2)1.522.83.824.595.115.385.163.951.73c/Г×107(m-1)1.3161.4291.5711.7431.9572.2303.1

6、015.06313.8732、绘制Г—c，c/Г—c等温线，求Г∞并计算Am图3图2由图3可得，该直线的斜率为1/Г∞=1.2175×105，则计算得Г∞=8.214×10-6mol/m2再计算得Am=1/Г∞L=1/(8.214×10-6×6.022×1023)m2=2.022×10-19m2查知：Am的值的范围在2.4 ×10-19~3.2×10-19 m 2之间。六、结果与讨论1、实验时气泡逸出速度较快而不稳定；致使压力计的读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差； 32、每次置换待测液时，需润洗，不然会影响下组实验的测定；3、实验必须注意防止毛

7、细管堵死，不然会大大加长实验时间： 4、实验所求的的数据Am，偏离理论值范围。思考题1、毛细管尖端为何必须调节得不恰不液面相切？否则对实验有何影响？ 答：毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。假如毛细管尖端插入液下， 会造成压力丌只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。为了减少静压力的影响， 应尽可能减少毛细管的插入和深度，使插入深度Δh 接近0。毛细管内的空气压力不管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏高。 2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差？如果气泡逸出的

8、徆快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响？ 答：测