液体表面张力

最大气泡法测定液体的表面张力

(一)、实验目的

1．掌握最大气泡法测定液体的表面张力的原理和方法。

2．熟悉表面张力的意义和性质，测定不同浓度液体的表面张力。 3．熟悉表面吸附的性质及与表面张力的关系。 (二)、实验原理

溶剂中加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化，加入表面活性物质（能显著降低溶剂表面张力的物质）则它们在表面层的浓度要大于在溶液内部的浓度，加入非表面活性物质则它们在表面层的浓度比溶液内部低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫溶液的吸附。显然，在指定的温度压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。从热力学可知，它们之间的关系遵守吉布斯吸附等温方程：

c d （7—1） RT dc T

－

－2

式中： —为溶质在单位面积表面层中的吸附量（mol·m2）； —为溶液的表面张力（N·m）；

c—为溶液浓度（mol·m）；；

R—气体常数，8.314J·mol－1·K－1；

。 T—为绝对温度（K）

－3

(d /dc)< 0时， > 0，即溶液的表面张力随着溶液浓度的增加而下降时，吸附量为

正值，称为正吸附，反之，当(d /dc)> 0时， < 0称为负吸附。吉布斯吸附等温方程式

当

应用范围很广，但上述形式只适用于稀溶液。通过实验测得不同浓度溶液的表面张力 1、

2 即可求得吸附量 。

本实验采用最大气泡压力法测定正丁醇水溶液的表面张力值。试验装置如图（7—1）

所示。

图7—1 表面张力测定装置

1—样品管 2—毛细管 3—压瓶

4—精密数字压力计 5—大气平衡管 6—活塞 图7—2 气泡曲率半径的变化规律

将欲测表面张力的溶液装入样品管中，使毛细管的端口与液面相切，液体即沿毛细管上升，打开减压瓶3的活塞6，使里面的水慢慢的滴出，则系统内的压力慢慢减小，毛细管2液面上受到一个比样品管中液面上大的压力，此时毛细管内液面就会下降，直到在毛细管端面形成一个稳定的气泡。开始时气泡表面很平，曲率半径很大，随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，形成半球时，气泡的曲率半径与毛细管的半径相等，

曲率半径达最小值（如图

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