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表面张力的测定

2012-06-12 22:14阅读:
表面张力的测定
一. 实验目的:
1. 用最大气泡法测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力。
2. 利用吉布斯公式计算不同浓度下正丁醇溶液的吸附量。
二.实验原理:
本实验用鼓泡法测定表面张力,其原理如下:
从浸入液面下的毛细管端鼓出空气泡时,需要高于外部大气压的附加压力以克服气泡的表面张力,此时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

如果毛细管半径很小,则堪的气泡基本上球形的。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,这时曲率半径R与毛细管半径r相等,曲率半径达到最小值,这时附加压力达到最大值。气泡进一步长大,R变大,附加压力则变小,直到气泡逸出。
R=r时的最大附加压力为:
或   
实际测量时,使毛细管端刚与液面接触,可忽略鼓泡所需克服的静压力。
  在定温定压下纯溶剂的表面张力是定值。当于其中加入能降低溶剂表面张力的溶质时,则根据能量最低原理,表面层中溶质的浓度比溶液内部大。反之,溶质能使溶剂表面张力升高时,则它在表面层中的浓度比溶液内部低。这种现象称为溶液的表面吸附。
Gibbs吸附等温式:

三.仪器和试剂:
鼓泡法装置;10ml移液管1支;2ml刻度移液管1支;250ml容量瓶1个;50ml容量瓶9个;50ml碱式滴定管1支;分析纯正丁醇。
四.实验步骤:
  1. 用容量瓶及所给正丁醇水溶液配制浓度分别为0.40.30.20.10.050.025mol.dm的正丁醇水溶液。
  2. 充分洗净大试管与毛细管,在大试管中注入适量蒸馏水,使毛细管端刚和液面垂直相切。
  3. 将大试管安装在恒温水溶液内,给抽气瓶装满水。
  4. 当温度恒定后,打开抽气瓶的活塞,使瓶内水缓慢滴出,导致大试管逐步减压,待气泡形成速度稳定(5-10秒出一个气泡),读出气泡脱出的瞬间u形气压计液面的高度差。共读三次,取平均值,则可算出仪器常数K值。
  5. 以同样方法 ,测定不同浓度正丁醇溶液的△h,再由Gibbs公式求出表面张力值。
  6. 实验完毕,清洗玻璃仪器,整理实验台,清洗玻璃仪器,整理实验台。

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