物化實驗報告6最大氣泡壓力法測定溶液及表面張力

物化實驗報告6-最大氣泡壓力法測定溶液及表面張力

1)掌握最大氣泡壓力法測定表面張力的原理和技術。2)1)掌握最大氣泡壓力法測定表面張力的原理和技術。附等溫式:r=-(c/RT)/(dY/dc)式中，r為溶液在表層的吸附量；y為表面張力；c為吸附達到平衡時溶液在介質中的濃度。TOC\o"1-5"\h\z朗格謬爾(Langmuir)公式： r=rKc/(1+Kc) (2)gr為飽和吸附量，即表面被吸附物鋪滿一層分子時的r。c/r=(1+Kc)/rk=c/r+i/rk (3) g以C/r對c作圖,則圖中該直線斜率為1/r由所得的rg代入Am=i/rgL可求被吸附分子的截面積(l為阿伏伽德羅常數(shù))。m&o口2?本實驗用氣泡最大壓力法測定溶液的表面張力，其儀器裝置如圖：

m&o口1） 恒溫套管；2）毛細管（r在0.15?0.2mm）；3）U型壓力計（內裝水）；4）分液漏斗；5）吸濾瓶；6）連接橡皮管。2） 將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中，使毛細管的端面與液面相切，液面即沿毛細管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細管內的液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當此壓力差 附加壓力（^p=p大氣恵系統(tǒng)）在毛細管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細管液體的表面張力時，氣泡就從毛細管口脫出，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關系式為： Ap=2y/R（4）式中，寶為附加壓力；y為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。如果毛細管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時的曲率半徑R和毛細管的半徑r相等，曲率半徑最小值，根據(jù)上式這時附加壓力達最大值。氣泡進一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。根據(jù)上‘式，R=r時的最大附加壓力為：Ap =2y/r最大實際測量時，使毛細管端剛與液面接觸，則可忽略氣泡鼓起所需克服的靜壓力，這樣就可以直接用上式進行計算。當將其它參數(shù)合并為常數(shù)K時，則上式變?yōu)椋簓=Ky=KAp最大式中儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標準物質測得。三、儀1器.儀藥品器：最大泡壓法表面張力儀1套，洗耳球1個，移液管(50ml和10ml)各一支，燒杯(500mL)2.藥品：正丁醇(分析純)，蒸餾水將表面張力儀容器和毛細管先用洗液洗凈，再順次用自來水和蒸餾水漂洗，烘干后按圖5-9接好，檢査是否漏氣。2、儀器常數(shù)的測定將表面張力儀容器和毛細管先用洗液洗凈，再順次用自來水和蒸餾水漂洗，烘干后按圖5-9接好，檢査是否漏氣。2、儀器常數(shù)的測定對體系抽氣，調節(jié)抽氣速度，使氣泡由毛細管尖端成單泡逸出，且每個氣泡形成的時間為10~2Os(數(shù)顯微壓差測量儀為5~10s)。若形成的時間太短，則吸附平衡就來不及在氣泡表面建立起來，測得的表面張力也不能反映該濃度之真正的表面張力值。當氣泡剛脫離管端的一瞬間，壓力計中液位差達到最大值，記錄壓力計兩邊最高和最低度數(shù)，連續(xù)三次，取平均值。再由手冊查出實驗溫度時水的表面張力，求得儀器常數(shù)K。3、表面張力隨溶液濃度變化的測定在上述體系中，按濃度從高到低的順序依次測定預先配好的正丁醇溶液的口值，每次置換溶液前都先用溶液潤洗2次，再按2方法測定。五、數(shù)據(jù)處理：室溫：28?7°C大氣壓力：99?94KPaY水71.18mN.m-1恒溫槽溫度：Y水71.18mN.m-1濃度Ap最ApApApYr*10c/rmol/dm-3大1最大2最大3平均mN/m6mol.m-2X10-7m-i水620622625622?371.180.02602605598601?768.831.451.380.04563567567565?764.722.661.500.06540540538539?361.703.631.650.08498497497497?356.894.361.830.10485484485484?755.454.852.060.1247147046947053.775.112.350.16434439436436?349.914.903.270.2041441541641547.483.745.350.2439940039839945.641.6214.8

1、計算儀器常數(shù)1、計算儀器常數(shù)K：???Y=KAp???K=y/Ap =71.18/622.3=0.1144mm值'mm值'2、由K計算各個濃度下的正丁醇溶液的Y計算dy/dc值：由圖一得到曲線方程：y=0.071-0.198x+0.377x2??dy/dx=-0.198+0.754x即dY/dc=-0.198+0.754c根據(jù)公式：r=-(c/RT)*(dY/dc)可求得不同濃度下的r和c/r,記錄在表一中3、繪制r-c,c/r-c等溫線c/r-c等溫線從圖中得出斜率1/r=4.7*105 所以r=2.13*10-6mol?m-2所8以 A=1/(rmL)=1/(2.13*10-6*6.02*1m023)=7.80*10-19m2六結果與、如果毛細管尖端插入液下，會造成壓力不只是液體表面的張力，還有插入部分液體的壓力。一連串冒出的，很難控制每分鐘形成氣泡2、實驗過程時速度控制比較難，氣泡總是一連串冒出的，很難控制每分鐘形成氣泡5~10個，導致讀數(shù)會有所誤差；因為最大壓力差才是表面張力所能承受的最大壓力，氣泡出去