浙江科技大学：《物理化学》课程教学资源（实验指导）实验九 表面张力的测定

实验九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1.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，需要高于外部大气压的附加压力以克服气泡的表面张力，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比△P=2/R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，这时曲率半径R=毛细管半径r，曲率半径达最小值，此时根据Laplace方程，这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R增大，附加压力变小，直到气泡逸出。△Pmax=2/r-(r/2)APmax则:=K.△Pmax式中的K可用已知表面张力的标准物质测定（蒸馏水，25℃，=71.97mN.m-）本实验用AF-02型数字式微压式测量仪测定<Pmaxy-K△Pmax2.根据Gibbs吸附等温式求表面吸附量『=(c/RT)dy/dc3.实验原理图y+bdC+C表面张力与浓度的关系三、实验试剂与仪器仪器：AF-02型数字式微压测量仪，数控恒温槽，5ml,10ml.20ml移液管各一支，50ml容量瓶6个，样品管1个，毛细管1个，抽气瓶个，锥形瓶1个，玻璃漏斗1个。试剂：正丁醇（分析纯）四.实验装置

实验九 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 1．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，需要高于外部大气压的附加压力以克服气泡的表面张力，此附加压力与表面张力成正比，与气 泡的曲率半径成反比： △P=2γ/R 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，这时曲率半径R=毛细管半径r，曲率半径达最小值，此时根据Laplace方程，这时附加压力达最 大值。气泡进一步长大，R增大，附加压力变小，直到气泡逸出。 △Pmax=2γ/r γ=(r/2)△Pmax 则:γ=K.△Pmax 式中的K可用已知表面张力的标准物质测定（蒸馏水，25℃，γ=71.97mN.m-1 ） 本实验用AF-02型数字式微压式测量仪测定△Pmax γ=K△Pmax 2．根据Gibbs吸附等温式求表面吸附量 Γ=-(c/RT)dγ/dc 3.实验原理图 三、实验试剂与仪器 仪器：AF-02型数字式微压测量仪，数控恒温槽，5ml,10ml,20ml移液管各一支，50ml容量瓶6个，样品管1个，毛细管1个，抽气瓶1 个，锥形瓶1个，玻璃漏斗1个。 试剂：正丁醇（分析纯） 四．实验装置

2006.04.2214:16恒温槽Apmazr-"000000.激丰徽压购量伙五，实验步骤1.调节恒温槽的温度在25℃，打开AF-02型数字式微压式测量仪的电源，预热20min。2.0.5M正丁醇实验室已配好3.利用上述溶液，用容量瓶配制成下列浓度的溶液0.025、0.050、0.075、0.10、0.15、0.20M各50ml。用250ml烧杯取约150ml左右0.5M正丁醇，通过移液管量取所需的正丁醇至容量瓶，稀释至50ml。序号浓度(M)所需正丁醇体积（ml）12.50.02520.0505.030.0757.540.10105150.1560.20204.用洗液洗净大试管与毛细管，再用自来水和蒸馏水洗净，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5.将大试管安装在恒温水溶液内，用小漏斗给抽气瓶装满自来水。6.连接好装置，无漏气

五．实验步骤: 1．调节恒温槽的温度在25℃，打开AF-02型数字式微压式测量仪的电源，预热20min。 2．0.5M正丁醇实验室已配好。 3．利用上述溶液，用容量瓶配制成下列浓度的溶液0.025、0.050、0.075、0.10、0.15、0.20M各50ml。 用250ml烧杯取约150ml左右0.5M正丁醇，通过移液管量取所需的正丁醇至容量瓶，稀释至50 ml。 序号 浓度（M） 所需正丁醇体积（ml） 1 0.025 2.5 2 0.050 5.0 3 0.075 7.5 4 0.10 10 5 0.15 15 6 0.20 20 4．用洗液洗净大试管与毛细管,再用自来水和蒸馏水洗净，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。 5．将大试管安装在恒温水溶液内,用小漏斗给抽气瓶装满自来水。 6．连接好装置，无漏气

7.在体系通大气压的条件下按校零按钮，使显示器值为0.000Kpa。8测定水的4Pmax。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(约5-10秒出一个气泡)后，此时，AF-02型数字式微压式测量仪的读数有变动，读出气泡脱出的瞬间时的Pmax。连续读三次，取平均值，则可算出仪器常数K值。9.按照上述方法对测定不同浓度正丁醇溶液的4Pmax值，不同溶液测定时必须从低浓度到高浓度依次测定，测定每一样品时只需要用同样浓度的溶液尚洗3次即可10.实验完毕.清洗玻璃仪器，整理实验台。六，实验数据记录1，数据记录：实验温度：水的Pmax：第一次：第二次，第三次平均值；K=-0.150.200.0250.0500.0750.10C,H,OH/(mol.L-)△Pmax第一次△Pmax第二次△Pmax第三次△Pmax平均值C,H,OH的表面张力(y/N.m-l)2.数据处理（1）求出各浓度正丁醇水溶液的Y，并列成表。（2）做出y-C图，求出y=f（c），然后用公式T=-（c/RT)dy/dc计算不同浓度的T值，作出r-C图七实验注意事项：1.实验前必须用自来水与蒸馏水洗净容量瓶，才能开始配制溶液。2.配制溶液时必须用0.5M的正醇溶液将移液管和滴定管尚洗3次3，每次测定时，必须用被测定溶液将装样品试管尚洗（少量3次）4.每次测定时，必须将溶液与毛细管调至相切。5.打开抽气瓶的活塞，使瓶内水缓慢滴出，，使气泡速度稳定（约8-10秒出一个气泡）。6.使最大值稳定后，再读数，连续3次，取平均值。7.必须从低浓度到高浓度依次测定

7．在体系通大气压的条件下按校零按钮，使显示器值为0.000Kpa。 8．测定水的△Pmax。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(约5-10秒出一个气泡)后,此时， AF-02型数字式微压式测量仪的读数有变动，读出气泡脱出的瞬间时的△Pmax。连续读三次,取平均值,则可算出仪器常数K值。 9．按照上述方法对测定不同浓度正丁醇溶液的△Pmax值，不同溶液测定时必须从低浓度到高浓度依次测定，测定每一样品时只需要用 同样浓度的溶液淌洗3次即可。 10．实验完毕,清洗玻璃仪器,整理实验台。 六．实验数据记录 1．数据记录： 实验温度： 。 水的△Pmax：第一次 ；第二次 ；第三次 ； 平均值 ； K= 。 C4H9OH/(mol.L-1) 0.025 0.050 0.075 0.10 0.15 0.20 △Pmax第一次 △Pmax第二次 △Pmax第三次 △Pmax平均值 C4H9OH的表面张力 （γ/N.m-1） 2．数据处理 （1）求出各浓度正丁醇水溶液的γ，并列成表。 （2）做出γ-C图，求出γ=f(c)，然后用公式Γ=-(c/RT)dγ/dc 计算不同浓度的Γ值，作出Γ-C图。 七．实验注意事项： 1．实验前必须用自来水与蒸馏水洗净容量瓶，才能开始配制溶液。 2．配制溶液时必须用0.5M的正丁醇溶液将移液管和滴定管淌洗3次。 3．每次测定时，必须用被测定溶液将装样品试管淌洗（少量3次） 4．每次测定时，必须将溶液与毛细管调至相切。 5．打开抽气瓶的活塞,使瓶内水缓慢滴出, ,使气泡速度稳定(约8-10秒出一个气泡)。 6．使最大值稳定后，再读数，连续3次，取平均值。 7．必须从低浓度到高浓度依次测定