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最大气泡法测乙醇分子横截面积 实验目的掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术 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 表面自由能和表面吸附量关系的理解 计算乙醇分子的横截面积 实验原理 表面张力定义 用力来描述 凡作用于相表面 使表面积缩小的力 也可以看作是垂直作用在单位长度相表面上的力 用功来描述 可逆地使表面积增加dA所需做的功为 d 表示在等温等压下形成单位表面所需的可逆功 影响表面张力的因素 物质性质温度液体中加入的物质种类及浓度 溶液表面吸附 实验原理 吉布斯 Gibbs 吸附方程 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 Gibbs 吸附方程 为溶质在表层的吸附量 单位mol m2 为表面张力 c溶质的浓度 若 0 则 0 此时表面层溶质浓度大于本体溶液 称为正吸附 引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性剂 实验原理 吉布斯 Gibbs 吸附方程 通过实验测得表面张力与溶质浓度的关系 作出 c曲线 并在此曲线上任取若干点作曲线的切线 这些切线的斜率就是与其相应浓度的将此值代入吉布斯 Gibbs 吸附方程便可求出在此浓度时的溶质吸附量 实验原理 饱和吸附 吸附量 与浓度C之间的关系 可用郎格茂 Langmuir 吸附等温式表示 式中 为饱和吸附量 K为常数 将上式取倒数可得 做图 直线斜率的倒数即为 如果以N代表1m2表面上溶质的分子数 则有 实验原理 溶质分子的横截面积 式中L为阿伏加德罗常数 由此可得每个溶质分子在表面上所占据的横截面积 实验原理 最大泡压法测表面张力原理 图中B是管端为毛细管的玻璃管 与液面相切 毛细管中大气压为p0 试管A中气压为p 当打开活塞E时 C中的水流出 体系压力p逐渐减小 p0逐渐把毛细管液面压至管口 形成气泡 在形成气泡的过程中 液面半径经历 大 小 大 即中间有一极小值rmin r毛 此时气泡的曲率半径最小 根据拉普拉斯公式 气泡承受的压力差也最大 有公式 实验原理 最大泡压法测表面张力原理 压力差可由压力计D读出 故待测液的表面张力为 若用同一支毛细管测两种不同液体 其表面张力分别为 1 2 压力计测得压力差分别为 p1 p2则 实验内容 1 测量蒸馏水的 n 3 取 P 2 配置不同浓度 见表1 的乙醇溶液 分别测量其的 n 3 取 P 求出乙醇的 N m 图1乙醇 c曲线 3 由 c等温线作不同浓度的切线 求 d dc T 求出各浓度的 值 c 作图获得 d dc t的方法示意 将 c图实验点连成平滑的曲线 过曲线上点作曲线的切线 由切线的斜率得到偏导数的值 4 作c c图 求出 c c 图2c c 5 计算乙醇分子的横截面积S 水在不同温度的表面张力 另附计算模板 请问老师要 液面过高 毛细管 不合格 毛细管
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