最大气泡法测定溶液表面张力VIP专享

最大气泡法测定溶液表面张力姓名 孙晓川 学号 2025011983 班级 生 14 同组实验者 邓婉玲 实验日期 2025-4-20 ，提交报告日期 2025-4-27 带实验助教 李琛 1 引言 1.1 实验目的测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力；根据吉布斯公式计算正丁醇溶液的表面吸附量；掌握用最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 1.2 实验原理液体表面层的分子处于力不平衡状态，表面层的分子比液体内部分子具有较大势能。在温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加 dA 所需做的功为-dw=γdA。比例系数 γ 表示在等温等压下形成单位表面所需的可逆功，其数值等于作用在界面上每单位长度边缘的力，成为表面张力。纯液体降低表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积，而溶液则可以通过溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。根据能量最低原则，溶质能降低溶液的表面张力是，表面层溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶液的表面张力升高时，表面层的溶液比内部的浓度低，这种现象叫做表面吸附。显然，在指定的温度压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度及溶液的表面张力随浓度的变化有如下关系：Γ=, 式中：Γ 为表面吸附量（mol•m-2); γ 为表面张力（N•m-1）；c 为溶液的浓度（mol•m-3)；T 为热力学温度（K）；R 为摩尔气体常数（8.314J•mol•K-1）。Γ 可正可负，不仅能表明吸附量的性质，还能说明表面吸附的强度。溶于液体中使表面张力降低的物质称为表面活性物质，反之则称为非表面活性物质。在水溶液中，表面活性物质有显著的不对称结构，一般记性部分取向溶液内部，而非极性部分则完全取向空气部分。在 γ-c 等温曲线上取一点 a，过 a 做曲线的切线，令 bb'=Z，则 Z=，可得 Γ=，从 γ-c 等温曲线上取不同的点，就可得不同的 Z 值，从而得出不同浓度的吸附量。吸附量与浓度之间的关系可以用朗格缪尔等温方程表示。在一定温度下，吸附量与溶液浓度之间的关系：Γ=，式中：Γ为饱和吸附量，K 为常数，上式可改写为。若以 c/Γ 对 c 作图，应为一直线，其斜率的倒数即为 Γ。图 1 表面张力与浓度的关系最大气泡法：打开抽气瓶的旋塞抽气，则毛细管内液面上受到一个比外边页面较大的压力。气泡将自管口内壁逐渐形成。当形成的气泡刚好是半球形时，半径最小，泡内外 压 力 差 达 到 最 大 值 （） ， 可 由“U”形压力计 2 上读出。所以,若用同一支毛细管和压力计，对表面张力 γ1和 γ2的...