化學(xué)系基礎(chǔ)實驗中心.ppt

化學(xué)系基礎(chǔ)實驗中心,最大泡壓法測定溶液的表面張力,Surface Tension of Solutions,目的要求 實驗原理 實驗方法及步驟 實驗操作注意點 思考題,了解表面張力的性質(zhì),表面自由能的意義以及表面張力和吸附的關(guān)系。 掌握用最大氣泡法測定表面張力的原理和技術(shù)。 測定不同濃度乙醇水溶液的表面張力,計算表面吸附量和乙醇分子的橫截面積。,目的要求,實驗原理,表面張力（表面自由能）是液體表面縮小的驅(qū)動力； 與液體（溶液）組成、溫度和表面氣氛有關(guān)，其他條件一定時，只與溶液組成有關(guān)。加入表面活性劑（雙親物質(zhì)）可降低溶液的表面張力。表面活性劑在溶液體相與表層的濃度不同溶液的表面吸附；（能量最低原理）,在T、P一定的條件下，溶質(zhì)的表面吸附量與溶液濃度c之間的關(guān)系遵守Gibbs吸附方程 為表面吸附量(單位:molm-2 );T為熱力學(xué)溫度(單位:K);c為稀溶液濃度(單位:moldm-3 );R為氣體常數(shù)。,當溶質(zhì)的表面吸附量達到一定值時，其 占據(jù)了所有表面，達到飽和吸附，飽和吸附量為。 、與濃度c的關(guān)系可用Langmuir吸附等溫式表示： 上式取倒數(shù)整理得： 做（c/）-c 圖，斜率的倒數(shù)即為。 若以N代表1m2 表面上溶質(zhì)的分子數(shù), 則 N = L （L ：Avogadro 常數(shù)）,可得每個溶質(zhì)分子在表面上所占據(jù)的橫截面積: 因此,若測得不同濃度下溶液的表面張力,從-c曲線上求出不同濃度的吸附量,再從(c/)-c直線上求出 ,便可以計算出溶質(zhì)分子的橫截面積B 。,最大泡壓法測定表面張力的原理與技術(shù) 拉普拉斯（Laplace）公式： Pmax =Pr =P0 -Pr =2/r 抽氣和壓氣（負壓與正壓法）的優(yōu)缺點。 （教材上與儀器上的不同連接法）,實驗方法及步驟,調(diào)節(jié)水浴溫度至25oC(或30oC）； 洗凈測定管和有關(guān)玻璃器皿； 依次測定純水和不同濃度乙醇水溶液的最大泡壓及折光率；,實驗操作注意事項,洗凈所用容器及測量管，并用少許待測液潤洗測量管及毛細管；確認毛細管端口平整、內(nèi)壁無殘留液珠； 測量管裝液時，要確保液面與毛細管恰好相切（判斷標準？），若恒溫后液面升高，要吸出多余部分； 操作中手不要接觸測量管磨口，以防手上油脂污染測量液； 毛細管和測量管放入恒溫水浴中時，要保證它們垂直且全浸入； 測量管接入測量系統(tǒng)前，要確認表面張力測定儀（數(shù)顯式壓差計）已校零，接好后，氣密性確認； 調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力改變速度一定要細心，以使壓力調(diào)節(jié)緩慢，氣泡冒出及最大泡壓讀數(shù)穩(wěn)定（裝液量和活塞開度）； 用測完表面張力的溶液進行折光率測定； 使用折光儀時，要注意保護其光學(xué)系統(tǒng)及樣品臺。,思考題,1.用最大氣泡法測定表面張力時為什么要讀最大壓力差? 2.如果毛細管末端插入溶液中進行測量行嗎？為什么？ 3