天津师范大学：《物理化学实验》课程教学课件（PPT讲稿）最大气泡法测定溶液的表面张力

師鞘TIANJINML天津师范大学化学学院S1958NORMALUNN最大气泡法测定溶液的表面张力The maximum bubble method forsurface tension of solution冯艳物理化学教研室

最大气泡法测定溶液的表面张力 The maximum bubble method for surface tension of solution 物理化学教研室 冯艳 天津师范大学化学学院

師鞍1958实验目的实验原理仪器和药品五、实验数据与处理六、 思考讨论题

一、实验目的 二、实验原理 三、仪器和药品 四、实验步骤 五、实验数据与处理 六、思考讨论题

師1958一、实验目的>掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术>测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力>了解溶液的表面吸附及朗格谬尔吸附等温式，加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量关系的理解返回

一、实验目的 ➢掌握最大气泡法测定表面张力的原理和 技术 ➢测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力 ➢了解溶液的表面吸附及朗格谬尔吸附等 温式，加深对表面张力、表面自由能、 表面张力和吸附量关系的理解 返回

師1958二、实验原理表面张力是液体表面的紧缩力，它的物理意V义是增加单位表面所需的功或垂直作用于液体表面单位长度上的力。>它与液体的组成、温度、压力等因素有关。测定液体表面张力的常用方法有拉环法、毛细管升高法、液滴测重法和最大气泡法等

二、实验原理 ➢ 表面张力是液体表面的紧缩力，它的物理意 义是增加单位表面所需的功或垂直作用于液 体表面单位长度上的力。 ➢ 它与液体的组成、温度、压力等因素有关。 ➢ 测定液体表面张力的常用方法有拉环法、毛 细管升高法、液滴测重法和最大气泡法等

師鞍一毛细管1958支管试管抽气漏斗U型管压力计>当气泡开始形成时，表面几乎是平的，此时曲率半径最大，随着气泡的增大，曲率半径逐渐减小。>当气泡曲率半径与毛细管半径相等时，气泡曲率半径达到最小值，而后气泡进一步长大，曲率半径又逐渐变大

➢ 当气泡开始形成时，表面几乎是平的，此时曲率 半径最大，随着气泡的增大，曲率半径逐渐减小。 ➢ 当气泡曲率半径与毛细管半径相等时，气泡曲率 半径达到最小值，而后气泡进一步长大，曲率半 径又逐渐变大

師1958气泡曲率半径的变化过程如右图所示。在气泡形成时，将产生一个附加压△P力，它与表面张力6成正比，与气泡的曲率半径R成反比。Ror2g(1)△PR=rRR>r当R=r时，曲率半径最小，附加压力最大，即2g△P(2)maxr

气泡曲率半径的变化过程如右图 所示。在气泡形成时，将产生一 个附加压ΔP力，它与表面张力σ成 正比，与气泡的曲率半径R成反 比 。 (1) (2) 当R=r时，曲率半径最小，附加压力最大，即

師1958△Pmax = phAhmax(3)4=Pghmax当使用同一毛细管和同一压差计介质时，r、p和g均为定值，将pg合并为一常数K，K称为仪器常数H20K=(6)hmaxK可由已知表面张力的标准物质（如纯水，其表面测得张力可由附表查得）

(3) (4) (6) K可由已知表面张力的标准物质（如纯水，其表面 张力可由附表查得）测得

師勒1958在一定的温度和压力下，溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和溶液的浓度有关，它们之间的关系符合吉布斯吸附方程d1RTacT为吸附量(mol/m2);α为表面张力(J/m2);c为溶液浓度(mol/L)；R为气体常数，其值为8.314J/(Kmol)

在一定的温度和压力下，溶液表面吸附溶质的量与溶 液的表面张力和溶液的浓度有关，它们之间的关系符 合吉布斯吸附方程 (7)

師1958>在单分子层吸附情况下，当O-c曲线溶液浓度增加到一定值时，ad表面活性物质分子紧密排列ae在表面形成单分子层，此时吸附达到饱和，再增加溶液浓度，表面浓度不再增加。C如果在恒温下绘制c～ c曲线，当c增加时，在开始阶段显著下降，而后下降逐渐缓慢，a～c曲线图最后恒定为某一常数

➢ 在单分子层吸附情况下，当 溶液浓度增加到一定值时， 表面活性物质分子紧密排列 在表面形成单分子层，此时 吸附达到饱和，再增加溶液 浓度，表面浓度不再增加。 ➢ 如果在恒温下绘制σ～ c曲线， 当c 增加时，在开始阶段σ显 著下降，而后下降逐渐缓慢， 最后恒定为某一常数

師1958o-c曲线在6～c曲线上作出不同浓度的切aa线，并延长与纵轴相交。再经过a切点作平行于横轴的直线，并与7纵轴相交，切线与平行线在纵轴上的截距间的长度为Z值CCaoG～c曲线图z = -cx(8)c)zT=(9)RT

在σ～ c曲线上作出不同浓度的切 线，并延长与纵轴相交。再经过 切点作平行于横轴的直线，并与 纵轴相交，切线与平行线在纵轴 上的截距间的长度为Z值 (8) (9)