石工10-15班+10051212+丁耀+表面張力測定最大壓差法+11

1、中國石油中國石油化學(xué)原理（二）化學(xué)原理（二）實驗報告實驗報告實驗日期：實驗日期：2010101220101012成績：成績：班級：班級：石工石工10151015班學(xué)號：學(xué)號：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表面張力最大壓差法測表面張力一.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.掌握最大壓差法測定表面張力的原理及方法；2.測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.實驗原理實驗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，因此液體表面傾向于收縮。要擴大面積，就要把內(nèi)部分子移到表面來，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?。單位表面具有的表面能叫表面張力。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－絕對溫度（K）。若dσdc＜

4、0溶質(zhì)為正吸附；若dσdc＞0，溶質(zhì)為負吸附。通過實驗若能測出表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系，則可作出σ－c曲線，并在此曲線上任取若干個點作曲線的切線，這些曲線的斜率即為濃度對應(yīng)的dσdc，將此值代入2－1式可求出在此濃度時的溶質(zhì)吸附量。測定液體表面張力的方法有許多種。本實驗采用最大壓差法，測定裝置如圖2－1。測定時，將分液漏的活塞打開，使瓶內(nèi)壓力增加，氣泡即可通過毛細管（要求它的尖嘴剛剛與液面接觸）。從浸入液面的毛細管端鼓出空氣炮時，需要高

5、出外部大氣壓的附加壓力，以克服氣泡表面張力。如果毛細管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。（圖22）。此時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試裝置表面張力測試裝置式中：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。因為兩種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管測的。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定儀的外套管和毛細管。方法是在外套管中放入少量洗液傾斜轉(zhuǎn)動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).再將毛細管插入這時保持外套管傾斜不動轉(zhuǎn)動毛細管使

7、洗液與毛細管接觸再用洗耳球吸洗液至毛細管內(nèi)洗毛細管內(nèi)壁.用完的洗液倒回原來瓶中然后用自來水充分沖洗外套管和毛細管最后用蒸餾水沖洗外套管和毛細管各三次即可進行下面實驗。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附錄二)將毛細管插入外套管塞緊塞子并使毛細管尖端剛碰到液面。讀出斜管壓差計下面一根管內(nèi)的零點液位h0（此時斜管壓力計兩端都通大氣）。按圖2－1所示裝好儀器，分液漏斗中裝滿自來水。3.打開分液漏斗的活塞，使分液漏斗中

8、的水慢慢滴入廣口瓶中，這時瓶內(nèi)壓力逐漸增加，氣泡將通過毛細管端。從斜管壓力計讀出第一個氣泡通過毛細管端時的最高液位h1如此重復(fù)三次，測三個平行數(shù)據(jù)，取平均值得h2。4.測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管，然后再加入該溶液，象測蒸餾水的最大壓差一樣，測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