實驗十五 溶液表面張力的測定

實驗十五溶液表面張力的測定第一頁，共十七頁，2022年，8月28日1．用最大氣泡法測定不同濃度的正丁醇溶液在一定溫度下的表面張力；2.掌握作圖法的要點，提高作圖水平。

一．實驗?zāi)康牡诙?，共十七頁?022年，8月28日用最大氣泡法測表面張力方法如下：測定液體表面張力的方法很多，如毛細管升高法、滴重法、環(huán)法、滴外形法等等。本實驗采用最大泡壓法，實驗裝置如圖一所示。圖二中A為充滿水的抽氣瓶；B為直徑為0.2～0.3mm的毛細管；C為樣品管；D為U型壓力計，內(nèi)裝水以測壓差；E為放空管；F為恒溫槽。二．實驗原理第三頁，共十七頁，2022年，8月28日圖一最大氣泡法測液體表面張力儀器裝置圖第四頁，共十七頁，2022年，8月28日將毛細管豎直放置，使滴口瓶面與液面相切，液體即沿毛細管上升，打開抽氣瓶的活栓，讓水緩緩滴下，使樣品管中液面上的壓力漸小于毛細管內(nèi)液體上的壓力（即室壓），毛細管內(nèi)外液面形成一壓差，此時毛細管內(nèi)氣體將液體壓出，在管口形成氣泡并逐漸脹大，當(dāng)壓力差在毛細管口所產(chǎn)生的作用力稍大于毛細管口液體的表面張力時，氣泡破裂，壓差的最大值可由U型壓力計上讀出。

第五頁，共十七頁，2022年，8月28日若毛細管的半徑為r，氣泡從毛細管出來時受到向下的壓力為：

式中，△h為U型壓力計所示最大液柱高度差，g為重力加速度，ρ為壓力計所貯液體的密度。第六頁，共十七頁，2022年，8月28日氣泡在毛細管口所受到的由表面張力引起的作用力為2πr?γ，氣泡剛脫離管口時，上述二力相等：第七頁，共十七頁，2022年，8月28日若將表面張力分別為和的兩種液體用同一支毛細管和壓力計用上法測出各自的和，則有如下關(guān)系：即

第八頁，共十七頁，2022年，8月28日對同一支毛細管來說，K值為一常數(shù)，其值可借一表面張力已知的液體標(biāo)定。本實驗用純水作為基準(zhǔn)物質(zhì)，20.0℃時純水的表面張力為7.275×10－2N/m(或J/m2)。第九頁，共十七頁，2022年，8月28日三．儀器和試劑第十頁，共十七頁，2022年，8月28日1．溶液配制分別配制濃度為0.01、0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35mol/L的正丁醇溶液100mL。四．實驗步驟

第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日2．如圖裝配儀器，恒溫槽溫度調(diào)至20.0℃，樣品管內(nèi)置待測液體，毛細管豎直放置，毛細管口與液面相切。恒溫5min以上，測定液體的表面張力。第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日3．測定毛細管常數(shù)。樣品管內(nèi)加入一定量蒸餾水（以放入毛細管后管口剛好與液面相切為準(zhǔn)），旋動抽氣瓶活栓讓水緩緩滴下，使氣泡從毛細管均勻逸出，以3～5s逸出1個氣泡為宜，記錄壓力計兩側(cè)液面之最高和最低讀數(shù)各三次，取的平均值計算毛細管常數(shù)K值。第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日4．同法測定各正丁醇溶液的值，測量順序由稀到濃，每次測量前用樣品沖洗樣品管和毛細管數(shù)次

第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日計算各濃度正丁醇溶液的表面張力，并作γ-c曲線；

五．?dāng)?shù)據(jù)處理

樣品號數(shù)123456789溶液濃度△h2△h1γ第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日六.注意事項儀器系統(tǒng)不能漏氣（如何檢查漏不漏氣？）。微壓差測量儀采零時，務(wù)必要與大氣相通。所用毛細管必須干凈、干燥，應(yīng)保持垂直，其管口剛好與液面相切。讀取壓力計的壓差時，應(yīng)取氣泡單個逸出（5－6個/分鐘）時的最大壓力差。每次加入正丁醇后，都必須混合均勻，調(diào)節(jié)毛細管剛好與液面相切。本次實驗數(shù)據(jù)處理用坐標(biāo)紙。第十六頁，共十七頁，2022年，8月28日1.毛細管尖端為何要剛好接觸液