c.9表面张力的测定.doc

实验报告 题目C9.表面张力的测定 一：实验目的掌握两种表面张力测量方法： 1、毛细管升高法。 2、滴重法。（1） 毛细管升高法二：实验原理 当一根洁净的、无油脂的毛细管浸入液体，液体在毛细管内升高到h高度，在平衡时，满足 r2gh=2rcos 所以有 式中，r为毛细管的外半径，为表面张力，g为重力加速度，为接触角，为水的密度。 对于清洁的玻璃和水，接触角近似为零，则 =ghr/2三：实验仪器及药品 高锰酸钾溶液 长约25,0.2直径的毛细管,读书显微镜,小试管 四：实验步骤 将毛细管洗净，干燥。与小试管中倾入蒸馏水，从管口慢慢将空气吹入试管中，待毛细管中液体升高后，停止吹气。待待液体回到平衡高度，用尺子测量其高度h。重复一次，再次测量高度h，看是否一样，两次测量的高度应相等，否则应洗清毛细管重新测量。接着将毛细管浸入有色的高锰酸钾溶液中，然后用读数显微镜观察其毛细管的直径d。五：数据记录与处理 水温t=19.3 。C 毛细管中的液面高度h=3.45cm 毛细管的直径d=0.915mm 半径 r=0.4575mm 根据式子=ghr/2得 =77.3410-3 Nm-1 （2）滴重法二：实验原理 从上图中可以看出，当达到平衡时，从外半径为r的毛细管滴下的液体质量，应等于毛细管周边乘以表面张力（或界面张力），即 mg=2r （1）式子中：m为液滴质量，r为毛细管的外半径，为表面张力，g为重力加速度。事实上，滴下来的仅是液滴的一部分。（1）式给出的液滴是理想液滴。经实验证明，滴下来的液滴大小是V/r3的函数，即由f（V/r3）所决定（其中V是液滴体积）。（1）式可变为 mg=2rf（V/r3） （2） =mg/（2r f（V/r3）=Fmg/r (3)式（3）中的F为校正因子。可以查表得出。三：实验仪器及药品毛细管（末端磨平），称量瓶，读数显微镜，铁架台四：实验步骤1、 装好仪器，把待测液充满毛细管，并调节液位使液滴按一定时间间隔滴下。在保证液滴不受震动的情况下，用称量瓶收集30滴称量。2、 用游标卡尺来测量毛细管外径r。3、 从液滴质量及液滴密度计算滴下液滴体积V。然后求出V/r3数值，再查表得出校正因子F数值。根据（3）式，算出表面张力。五：数据记录与处理 水温t=19.3 。C 毛细管外直径d=7.7 外半径r=3.85 三十滴水的质量m=2.9913g 每滴液滴体积V=m/(30)=99.71 mm3 所以V/r3=1.7472 查表得F=0.2657 代入=mg/（2r f（V/r3）=Fmg/r 得 =68.8110-3 Nm-1六：结果与讨论 1、查表得:t=19 摄氏度时 表=72.9010-3 Nm-1 2、毛细管升高法 =77.3410-3 Nm-1 相对误差 E=（-表）/表100%=4.4472.9100%=6.09%4、 滴重法 =68.8110-3 Nm-1 相对误差 E=（-表）/表100%=5.61%讨论：由上可知，这两种方法的误差都较大，以下是误差来源的分析。1、 毛细管升高法： 仅凭尺子的测量判定两次吹气后液体恢复的平衡高度相等是比较粗略的,此时毛细管中可能残留着一定量的杂质,这会给实验带来一定的误差。 测量所用水只是普通蒸馏水,其中含有少量离子。 读数显微镜读取毛细管直径时，毛细管的边界由于玻璃的中光的折射而模糊不清，人为取定的毛细管边界会给实验带来较大的误差。 所用的原理公式本身就是近似式。 2、滴重法 水滴下落的速度控制不够好，实际液体下落体积较（3）式中理论液体 下落体积还要小些。这是实验误差的主要来源。 计算出来的V/r3值并不与表中的任何数值相等，只是取了邻近值所对 应的F值。七、思考题1、毛细管升高法中,毛细管倾斜、弯曲,管体大小不等会不会影响水柱上升高度?如果管内有污渍会怎样影响实验结果? 答: 由=ghr/2知，不变时，h不变，与毛细管是否倾斜、弯曲, 管体小不等无关，或影响微小到可忽略。（2）三类杂质 固体不溶物：无影响。 无机盐（可溶于水），相当于表面活性剂，可使表面张力下降。 有机物（可溶于水），一般可使表面张力增大。2、