石工10-15班+10051212+丁耀+表面張力測(cè)定最大壓差法+11

1、中國(guó)石油中國(guó)石油化學(xué)原理（二）化學(xué)原理（二）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)日期：2010101220101012成績(jī)：成績(jī)：班級(jí)：班級(jí)：石工石工10151015班學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：1005121210051212姓名：姓名：丁耀丁耀教師：教師：王增寶王增寶同組者：同組者：張振濤，李冰青張振濤，李冰青最大壓差法測(cè)表面張力最大壓差法測(cè)表面張力一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握最大壓差法測(cè)定表面張力的原理及方法；2.測(cè)定正丁醇水溶液的表面張力，了解表面張

2、力的概念及影響因素；3.學(xué)習(xí)Gibbs公式及其應(yīng)用。二.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理由于凈吸引力的作用，處于液體表面的分子傾向于到液體內(nèi)部來(lái)，因此液體表面傾向于收縮。要擴(kuò)大面積，就要把內(nèi)部分子移到表面來(lái)，這就要克服凈吸引力作功，所作的功轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻娣肿拥奈荒堋挝槐砻婢哂械谋砻婺芙斜砻鎻埩?。在一定溫度、壓力下純液體的表面張力是定值。但在純液體中加入溶質(zhì)，表面張力就會(huì)發(fā)生變化。若溶質(zhì)使液體的表面張力升高，則溶質(zhì)在溶液相表面層的濃度小于在溶液相內(nèi)部的濃度

3、；若溶質(zhì)使液體的表面張力降低，則溶質(zhì)在溶液相表面層的濃度大于在溶液相內(nèi)部的濃度。這種溶質(zhì)在溶液相表面的濃度和相內(nèi)部的濃度不同的現(xiàn)象叫吸附。在一定的溫度、壓力下，溶質(zhì)的表面吸附量與溶液的濃度、溶液的表面張力之間的關(guān)系，可用吉布斯（Gibbs）吸附等溫式表示：（21）dcdRTc????式中Γ－吸附量（molL）；c－吸附質(zhì)在溶液內(nèi)部的濃度(molL)；σ－表面張力（Nm）R－通用氣體常數(shù)（N.mK.mol）T－絕對(duì)溫度（K）。若dσdc＜

4、0溶質(zhì)為正吸附；若dσdc＞0，溶質(zhì)為負(fù)吸附。通過(guò)實(shí)驗(yàn)若能測(cè)出表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系，則可作出σ－c曲線(xiàn)，并在此曲線(xiàn)上任取若干個(gè)點(diǎn)作曲線(xiàn)的切線(xiàn)，這些曲線(xiàn)的斜率即為濃度對(duì)應(yīng)的dσdc，將此值代入2－1式可求出在此濃度時(shí)的溶質(zhì)吸附量。測(cè)定液體表面張力的方法有許多種。本實(shí)驗(yàn)采用最大壓差法，測(cè)定裝置如圖2－1。測(cè)定時(shí)，將分液漏的活塞打開(kāi)，使瓶?jī)?nèi)壓力增加，氣泡即可通過(guò)毛細(xì)管（要求它的尖嘴剛剛與液面接觸）。從浸入液面的毛細(xì)管端鼓出空氣炮時(shí)，需要高

5、出外部大氣壓的附加壓力，以克服氣泡表面張力。如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。（圖22）。此時(shí)附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式如下：（22）Rp?2??圖一圖一表面張力測(cè)試裝置表面張力測(cè)試裝置式中：Δp2－未知表面張力液體的最大附加壓力；σ2－未知液體的表面張力。因?yàn)閮煞N液體的最大附加壓力（即最大壓差）是在同一儀器的同一毛細(xì)管測(cè)的。所以，上兩式的r是相同的，若將r消去即得:(25)1122??pp

6、???因此，在同一溫度下，只要測(cè)得ΔP1、ΔP2，再由溫度查出已知表面張力液體（水）的表面張力；即可由公式（25）求出未知液體的表面張力。三.儀器與藥品儀器與藥品1儀器最大壓差法測(cè)表面張力裝置一套，洗瓶，吸耳球。2.藥品正丁醇（分析純），蒸餾水。四.步驟步驟1.用洗液洗表面張力測(cè)定儀的外套管和毛細(xì)管。方法是在外套管中放入少量洗液傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)外套管使洗液與外套管接觸(注意不要讓洗液從側(cè)管流出).再將毛細(xì)管插入這時(shí)保持外套管傾斜不動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)毛細(xì)管使

7、洗液與毛細(xì)管接觸再用洗耳球吸洗液至毛細(xì)管內(nèi)洗毛細(xì)管內(nèi)壁.用完的洗液倒回原來(lái)瓶中然后用自來(lái)水充分沖洗外套管和毛細(xì)管最后用蒸餾水沖洗外套管和毛細(xì)管各三次即可進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)。2.在外套管中放入蒸餾水(作為已知表面張力的液體其表面張力見(jiàn)附錄二)將毛細(xì)管插入外套管塞緊塞子并使毛細(xì)管尖端剛碰到液面。讀出斜管壓差計(jì)下面一根管內(nèi)的零點(diǎn)液位h0（此時(shí)斜管壓力計(jì)兩端都通大氣）。按圖2－1所示裝好儀器，分液漏斗中裝滿(mǎn)自來(lái)水。3.打開(kāi)分液漏斗的活塞，使分液漏斗中

8、的水慢慢滴入廣口瓶中，這時(shí)瓶?jī)?nèi)壓力逐漸增加，氣泡將通過(guò)毛細(xì)管端。從斜管壓力計(jì)讀出第一個(gè)氣泡通過(guò)毛細(xì)管端時(shí)的最高液位h1如此重復(fù)三次，測(cè)三個(gè)平行數(shù)據(jù)，取平均值得h2。4.測(cè)完蒸餾水的最大壓差后，倒掉蒸餾水，用0.02monL的正丁醇洗一次外套管和毛細(xì)管，然后再加入該溶液，象測(cè)蒸餾水的最大壓差一樣，測(cè)定該溶液的最大壓差。依次側(cè)得0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35momL的正丁醇溶液的最大壓差。（注意：每更換