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1、1•试述表面张力(表面能)产生的原因。怎样测试液体的表面张力？(1)原因液体衣血层的分子所受的力不均匀而产牛的。液体表血层即气液界面中的分子受到指向液体内部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分了净受到指向液体内部并垂肓于表面的引力作用，即为表而张力。这里的分子间作用力为范徳华力。(2)测试%1毛细管上升法测定原理:将一支毛细管插入液体屮，液体将沿毛细管上升，升到一定高度后，毛细管内外液体将达到平衡状态，液体就不再上升了。此时，液面对液体所施加的向上的拉力
2、与液体总向下的力相等。则Y=1/2(P1-Pg)ghrcos(1)⑴式中Y为表面张力，r为毛细管的半径，h为毛细管中液面上升的高度,P1为测量液体的密度,Pg为气体的密度(空气和蒸气)，g为当地的重力加速度，()为液体与管壁的接触角。若毛细管管径很小,而且()=0时，则上式⑴可简化为Y=l/2pghr(2)%1Wilhelmy盘法测定原理用钳片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上，测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力，山此得表面张力，公式为：W总・W片=2Ylcos4)式屮,W总为薄片与液面拉脱
3、时的最人拉力,W片为薄片的重力,1为薄片的宽度，薄片与液体的接触的周长近似为21,4)为薄片与液体的接触角。%1悬滴法测定原理悬滴法是根据在水平而上口然形成的液滴形状计算表而张力。在一定平而上，液滴形状与液体表血张力和密度有直接关系。由Laplace公式，描述在任意的一点P曲血内外压差为式中R1,R2为液滴的主曲率半径;z为以液滴顶点O为原点，液滴表面上P的垂直坐标;P0为顶点O处的静压力。定义S=ds/de式中de为悬滴的最大直径,ds为离顶点距离为de处悬滴截面的直径再定义H=P(de/b)2则得Y=(P
4、1-Pg)gde2/H式屮b为液滴顶点O处的曲率半径。若相对应与悬滴的S值得到的1/H为已知,即可求出表(界)面张力。即可算出作为S的函数的1/H值。因为可采用定期摄影或测虽ds/de数值随吋间的变化，悬滴法可方便地用于测定表(界)面张力。%1滴休积法测定原理当一滴液体从毛细管滴头滴下时，液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小冇关。表示液滴重力(吨)的简单关系式:mg=2"Y实验结果表明，实际体积小得多。因此就引入了校正因子f(r/Vl/3),则更精确的表血张力可以表示为：Y=mg/{2兀rf(r/vl/3
5、)}K中m为液滴的质量,V为液滴体积,f为校正因子。只耍测出数滴液体的体积，就可计算出该液体的表面张力。%1最大气泡压力法测定原理若在密度为P的液体中，插入一个半径为r的毛细管，深度为t,经毛细管吹入一极小的气泡，具半径恰好与毛细管半径相等。此刻，气泡内压力最人。根据拉普拉斯公式，气泡最大压力为?Y即尸1/21®^題)%1差分最大气泡压力法测定原理差分最大气泡压力法原理是:两个同质异径的毛细管插入被测液体屮，气泡从毛细管屮通过后到达液体屮，测量两个毛细管屮气泡的最人压力pl和p2,表面张力是压差的函数,计算公
6、式为1/2则中頗(1亍1J二1/2邂・［次00/(24»1/rrl/r2式中Ap为两毛细管的压差，At为两管插入液面的高度差。2.弯
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8、面的附加压力Ap与液体表面张力和Illi率半径之间存在怎样的关系？若弯Illi面为球面、平曲又怎样？(1)关系为：Laplace方程Ap=(T(1)(2)球而1=7；Ap=—・r(3)平面Ap=O即跨越平面没有压差。3.什么是Young方程？接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？根据Young-Dupre方程，请设计测定固-液界面黏附功的方法。Young方程
9、：界面化学的基木方程Z-o它是描述固气、固液、液气界面自由能Ysv,YSL,YLv与接触角0之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为：Ysv-ySL=yLvCOS()。该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。关系：一般来讲，接触角&的大小是判定润湿性好坏的依据，若0=O.cos0=l,液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若0<0<90°,液体nJ润湿固体，且0越小，润湿性越好；90°<0<180°,液体不润湿固体；0=180°,完全不润湿固体，液体在固体表面凝集成小球。方法：（1）Yoiuig-D
10、upre方程：W3L=aIG（l+cos3）（2）由WSL=crLG（1+cos0）知测出0角即可求出表而粘附功WSL具体的方法：在光滑、均匀的固体表面上放一个小液滴，重力作用可以忽略,将液滴视作球形的一部份，测出液滴的高度h与宽度2r由.2hr2hr由sin0二~~-tan9=.｝十+广厂一It求出&角，计算出网）2.比较Langmuir单分了层吸附理论和BET多分了层吸附理论的异同，怎样测定材料
