表面张力的测定试验报告分析

1、表面张力的测定实验报告 分析 The final revision was on November 23, 2020 浙江万里学院生物与环境学院 化学工程实验技术实验报告 实验名称：溶液表面张力的测定 姓名 成绩 班级 学号 同组姓名 实验曰期 15年12月28日 指导教师签字 批改曰期 年 月曰 (1) 实验目的 1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术 2、通过对不同浓度正丁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 3、学习使用Matlab处理实验数据 (2) 实验原理 1、表面自由能：从热力学观点看液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总的 自由能减小的

2、过程。如欲使液体产生新的表面A4,则需要对其做功。功的大小应 与AA成正比：A4 2、溶液的表面吸附：根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，表面层中 溶质的浓度应比溶液内部大，反之，溶质使溶液的表面张力升高时，它在表面层 中的浓度比在内部的浓度低。这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附 显然，在指定温度和压力下，吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。Gibbs用 0 时, 6b、 热力学的方法推导出它们间的关系式_冷(乞片当I比丿丁 RT de 质能减少溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附，此 类物质叫表面活性物质。(2)当5片 时，ro,溶质能增加溶剂的表

3、面张 力，溶液表面层的浓度小于内部的浓度，称为负吸附，此类物质叫非表面活性物 竺片 质。由 肮 比 可知：通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得 不同浓度下溶液的表面吸附量。 3、饱和吸附与溶质分子的横截面积：吸附量厂浓度c之间的关系，有Langmuir等温 方程式表示：r = rx- 1 + Kc 4、最大泡压法： 号顺序添入图下面相应位置: 图U-4最大气泡法测表面张力装普 (3) 实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编 1 恒温套管2 .毛细管3 .数 字式微压差测量仪4 .滴液瓶 5 烧杯6 .连接橡皮管 (4) 简述实验所需测定参数及 其测定方法: 1、测定

4、各浓度试剂在25C。的压强，2、根据/P二K,可用蒸镭水的压强差求出K值.也 就是毛细管常数。3、根据/P二K,可求出各浓度的值。4、通过excel作旷-。图，作半虫 图，可根据roo=l/K?求出饱和吸附量的值。 (5) 实验操作要点： 溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。因此除事先用热的 洗液清洗它们以外，每改变一次测量溶液必须用待测的溶液反复洗涤它们, 以保证所测量的溶液表面张力与实际溶液的浓度相一致。并控制好出泡速 度、平稳地重复出现压力差。而不允许气泡一连串地出。洗涤毛细管时切勿 碰破其尖端，影响测量。温度对该实验的测量影响也比较大，实验中请注意 观察恒温水浴的温度，溶

5、液加入测量管后恒温lOmin后再进行读数测量。 二、实验操作及原始数据表（20分） 1、记录数据表格: 正丁醇 溶液浓 度 mol-dm-3 0 P： P： ps p PS 尺 压差读 数KPa 71.97xlO3 , -0.422 2、25C。时水的表面张力为二HO以Nm，以/P二K 求出所使用的毛细管常数。 一0 1705 三、数据处理结果（30分） 作正丁醇的b-c图 作正丁醇吸附等温线 rs正丁醇饱和吸附量 x正丁醇饱和吸附量：Px=l/K二 正丁醇分子截面积So=1/TooN（N为阿佛加得罗常数）。 So=l/Toc = x x 23 x 23 容量瓶编号nn n 567 ri 溶液

6、浓度 mol dm以 0 压差读数KPa 正丁醇水溶液 *103 正丁醇水溶液 r*io5 0 正丁醇水溶液 的 c/r（io2） 0 2二 KXP2= 一 X = X10_3N nf 3= KXP3= - X = X10_3N nf 4二 KXP4= 一 X = X10_3N m_1 5= KXP5= - X = X10_3N nf 6= KXP6= - X = X10_3N nf 7= KXP7= 一 X = X10_3N nf 产 KXPS= 一 X = X10_3N nf F,=x 10 molm2 2 RT de 1 四、思考讨论题（20分） 1溶液表面上的“吸附”现象是怎样表现的为什么会出现溶液表面的吸附现象 答：在溶液的表面层中的物质浓度与溶液内部物质浓度不同的现象叫“吸附”。 出现表面吸附现象的原因是能量最低原理 2.液体的表面张力大小与哪些因素有关 答：与该液体所处的温度、压力、液体的组成以及与之共存的另一相的组成有 3. 用最大气泡压力法来测量表面张力时，毛细管尖端为何要刚好接触液面 答：如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体 的压力。 4. 本实验结果准确与否关键决定哪些因素 答：本实验结果准确的关键在于仪器必须洗涤清洁，毛细管应保垂直，其端部应保持平 整，溶液恒温后，体积略有改变，应注意毛细管平面与液面接触处要相切