溶液表面张力的测定——最大气泡法宋予晴 2025030014 生 14 同组实验者：周小玉实验日期 20250316 提交报告日期 20250322带实验老师：李琛1 引言实验目的：1.测定不同浓度正丁醇溶液表面张力 2.根据吉布斯公式计算正丁醇溶液的表面吸附量 3.掌握用最大气泡法测定表面张力的原理和技术实验原理：在液体内部，任何分子受周围分子的吸引力是平衡的，可是表面层的分子受内层分子的吸引与受表面层外介质的吸引并不相同。所以，表面层的分子处于里不平衡状态，表面层的分子比液体内部分子具有较大势能，如欲使液体产生新的表面就需对其做功。在温度叶丽和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA 所需做的功为−δ W=γ dA 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内单位长度边缘上的力，称为表面张力。在纯物质情况下，表面层的组成与内部的相同，但溶液的情况却不然，加入溶质后溶剂的表面张力发生变化。根据能量最低原则，当溶质降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度比溶液内部的大；反之，溶质使溶剂在表面张力升高时，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内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。显然，在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的浓度及溶液的表面张力的变化率有关，从热力学可知，它们之间的关系遵守吉布斯吸附公式：Γ=−cRT dγdc T , p式中：Γ−−−吸附量，mol⋅m−2;γ−−−表面张力， N⋅m−1;c−−−溶质的浓度，mol⋅m−3;T−−−热力学温度， K ;R−−−摩尔气体常数，8.314 J⋅mol−1⋅K−1。Γ 值可正可负，正值为正吸附，负值为负吸附。Γ 还能说明表面吸附的程度，Γ 等于零表明无吸附现图 1 表面张力与浓度的关系象；其值越远离零，表明吸附程度越大。溶于溶液中能使其表面张力降低的物质称为表面活性物质。表面活性物质有显著的不对称结构，它是由极性部分和非极性部分构成的。 假如作γ=r2 ΔE=kΔE曲线，可以看出，在开始时γ=r2ΔE=kΔE随 c 的增加而下降较快，而以后的变化比较缓慢。根据γ=r2 ΔE=kΔE等温曲线，可以用作图法求出不同浓度的Γ 值。在γ=r2 ΔE=kΔE曲线上任取一点 a，过 a 点作曲线的切线以及平行于横坐标的直线分别交纵坐标轴于γ=r2ΔE=kΔE、γ=r2ΔE=kΔE，令Z=−c dγdc T , p,则有Γ= ZRT 。在曲线上取不同的点，就可以得出不同的γ=r2ΔE=kΔE值，从而可以求出不...
