物化实验报告6最大气泡压力法测定溶液及表面张力

物化实验报告6-最大气泡压力法测定溶液及表面张力

1)掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。2)1)掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。附等温式:r=-(c/RT)/(dY/dc)式中，r为溶液在表层的吸附量；y为表面张力；c为吸附达到平衡时溶液在介质中的浓度。TOC\o"1-5"\h\z朗格谬尔(Langmuir)公式： r=rKc/(1+Kc) (2)gr为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时的r。c/r=(1+Kc)/rk=c/r+i/rk (3) g以C/r对c作图,则图中该直线斜率为1/r由所得的rg代入Am=i/rgL可求被吸附分子的截面积(l为阿伏伽德罗常数)。m&o口2•本实验用气泡最大压力法测定溶液的表面张力，其仪器装置如图：

m&o口1） 恒温套管；2）毛细管（r在0.15〜0.2mm）；3）U型压力计（内装水）；4）分液漏斗；5）吸滤瓶；6）连接橡皮管。2） 将待测表面张力的液体装于表面张力仪中，使毛细管的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，毛细管内的液面上受到一个比A瓶中液面上大的压力，当此压力差 附加压力（^p=p大气恵系统）在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱出，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为： Ap=2y/R（4）式中，宝为附加压力；y为表面张力；R为气泡的曲率半径。如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时的曲率半径R和毛细管的半径r相等，曲率半径最小值，根据上式这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。根据上‘式，R=r时的最大附加压力为：Ap =2y/r最大实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，则可忽略气泡鼓起所需克服的静压力，这样就可以直接用上式进行计算。当将其它参数合并为常数K时，则上式变为：y=Ky=KAp最大式中仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得。三、仪1器.仪药品器：最大泡压法表面张力仪1套，洗耳球1个，移液管(50ml和10ml)各一支，烧杯(500mL)2.药品：正丁醇(分析纯)，蒸馏水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5-9接好，检査是否漏气。2、仪器常数的测定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5-9接好，检査是否漏气。2、仪器常数的测定对体系抽气，调节抽气速度，使气泡由毛细管尖端成单泡逸出，且每个气泡形成的时间为10~2Os(数显微压差测量仪为5~10s)。若形成的时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。当气泡刚脱离管端的一瞬间，压力计中液位差达到最大值，记录压力计两边最高和最低度数，连续三次，取平均值。再由手册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的测定在上述体系中，按浓度从高到低的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的口值，每次置换溶液前都先用溶液润洗2次，再按2方法测定。五、数据处理：室温：28・7°C大气压力：99・94KPaY水71.18mN.m-1恒温槽温度：Y水71.18mN.m-1浓度Ap最ApApApYr*10c/rmol/dm-3大1最大2最大3平均mN/m6mol.m-2X10-7m-i水620622625622・371.180.02602605598601・768.831.451.380.04563567567565・764.722.661.500.06540540538539・361.703.631.650.08498497497497・356.894.361.830.10485484485484・755.454.852.060.1247147046947053.775.112.350.16434439436436・349.914.903.270.2041441541641547.483.745.350.2439940039839945.641.6214.8

1、计算仪器常数1、计算仪器常数K：•••Y=KAp•••K=y/Ap =71.18/622.3=0.1144mm值'mm值'2、由K计算各个浓度下的正丁醇溶液的Y计算dy/dc值：由图一得到曲线方程：y=0.071-0.198x+0.377x2••dy/dx=-0.198+0.754x即dY/dc=-0.198+0.754c根据公式：r=-(c/RT)*(dY/dc)可求得不同浓度下的r和c/r,记录在表一中3、绘制r-c,c/r-c等温线c/r-c等温线从图中得出斜率1/r=4.7*105 所以r=2.13*10-6mol•m-2所8以 A=1/(rmL)=1/(2.13*10-6*6.02*1m023)=7.80*10-19m2六结果与、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。一连串冒出的，很难控制每分钟形成气泡2、实验过程时速度控制比较难，气泡总是一连串冒出的，很难控制每分钟形成气泡5~10个，导致读数会有所误差；因为最大压力差才是表面张力所能承受的最大压力，气泡出去