實(shí)驗(yàn)表面張力的測定1

1、實(shí)驗(yàn)液體表面張力的測定拉環(huán)法測定溶液的表面張力、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握拉環(huán)法表面張力儀測定表面張力的原理和技術(shù)。2. 通過對(duì)不同濃度待測溶液表面張力的測定，加深對(duì)表面張力、表面自由能、表面張力和吸附量的關(guān)系的理解。3. 了解影響表面張力的因素。、實(shí)驗(yàn)設(shè)備待測溶液容量瓶界面張力儀一套(JZHY-180型)移液管酒精燈或鉻酸溶液濾紙燒杯 三、實(shí)驗(yàn)原理拉環(huán)法是應(yīng)用相當(dāng)廣泛的方法，它可以測定純液體及溶液的表面張力，也可 以測定液體的界面張力界面張力儀是一種用物理方法測試液體的表面和液體與 液體之界面張力的儀器當(dāng)鉑金環(huán)與液面接觸后，再慢慢向上提升，則因液體表面張力的作用而形成 一個(gè)液體的圓柱，如圖所示,這時(shí)

2、向上的總拉力p將與此液柱的質(zhì)量相等，也與內(nèi) 外兩邊的表面張力之和相等，即W=mg=2 n R +2 n (tR +2r)= 4 n (jR +r)= 4 n R(1)式中：m為液柱的質(zhì)量；R為環(huán)的內(nèi)半徑；r為環(huán)絲半徑;R為環(huán)的平均內(nèi)徑，即R= R'+r;(為液體的表面張力但(1)式是理想的情況，與實(shí)際不相符合，因?yàn)楸焕鸬囊后w并非是圓柱形的 而是如圖所示.實(shí)驗(yàn)證明,環(huán)拉起的液體的形狀是 R/V和R/r的函數(shù),同時(shí)也是表面張力的 函數(shù).因此式 必須乘以一個(gè)校正因子F才能得到正確的結(jié)果.o=MF式中,M為膜破裂時(shí)刻度盤讀數(shù),mN/m.F =0.07250,0.01452M /(C2(D _

3、d) 0.04534-1.679/(R/r)M:顯示的讀數(shù)指mN/mC:R:環(huán)的半徑D:d:上相密度r:環(huán)的周長下相密度 鉑金絲的半徑r=0.03cm在此實(shí)驗(yàn)中 C=6.00cmR=0.955cmd是氣體的密度D為液體的密度d是所以調(diào)整因子簡化為 F =0.07250 . 0.01452M /（36（D - d） - 0.0074四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 配置0.50md L1和0.60md L1正丁醇水溶液各100ml.然后，再利用已配置好的這兩個(gè)濃溶液配置下列濃度的稀溶液各50ml: 0.02mol L-1、0.05md L-1、11110.10md L、0.20md L、0.30mol L、0.

4、40mol L .2. 將界面張力儀放在不振動(dòng)且平穩(wěn)的地方，然后調(diào)到水平狀態(tài).3. 將鉑金環(huán)和玻璃杯進(jìn)行清洗，去除掉污垢和雜質(zhì).4. 用少量待測溶液倘洗玻璃杯，然后將待測溶液注入玻璃杯中，深度約為2025m m,并將玻璃杯置于樣品座上。5. 將鉑絲懸掛在吊桿臂的下末端，不要碰到液體，不許用手直接拿鉑絲環(huán)部6. 旋轉(zhuǎn)螺絲，玻璃杯便與樣品座一起上升，使吊桿臂上的鉑金環(huán)剛好落到溶液 的表面上。拉環(huán)法的優(yōu)點(diǎn)是可以快速測定表面張力.缺點(diǎn)是在拉環(huán)過程中由于環(huán)的移動(dòng) 很難避免液面的振動(dòng)，這就降低了測量準(zhǔn)確度.此外還有一個(gè)缺點(diǎn)是難以恒溫.使用前應(yīng)將隨機(jī)所附的吊鉤、白金板掛至吊鉤上，按去皮”鍵作歸零處理。1.

5、每次測試前應(yīng)確保白金板及玻璃皿的干凈（非常重要）。具 體方法為：1. 在通常情況下先用流水（最好蒸餾水）清洗再用酒精 燈燒白金板，當(dāng)整個(gè)板微紅時(shí)結(jié)束（時(shí)間為約為 20-30秒左右,）并掛好待用（不能時(shí)間太長，以免白 金板上吸附潮氣）。2. 在測試前應(yīng)將玻璃皿清洗并烘干，測試時(shí)應(yīng)先取少許 被測樣品對(duì)玻璃皿進(jìn)行預(yù)潤濕，以保持所測數(shù)據(jù)的有 效性。3. 白金板未冷卻下來之前請(qǐng)不要將它與任何液體接觸， 以免彎曲變形影響測值的準(zhǔn)確性。2. 第一次使用或使用一段時(shí)間后可對(duì)張力儀進(jìn)行滿量程校正：1 按“皮重”操作，顯示為“ 0.0”2 按“校正”建，顯示“ CAL，掛上隨機(jī)所附的標(biāo)準(zhǔn)砝碼；3 5秒鐘左右即出現(xiàn)

6、“ 400.0” mN/m，聽到“嘟”的聲音后校正結(jié)束。4 取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼，顯示屏應(yīng)歸零；若不歸零應(yīng)從新校正。第二、測試過程方面：1. 當(dāng)白金板 / 環(huán)或玻璃皿不干凈時(shí)，測量值會(huì)有所誤差，而且再現(xiàn)性較差， 數(shù)值忽大忽小或持續(xù)增加或持續(xù)減小，所以應(yīng)力求保持干凈。舉例而言， 比如在測水的過程中使用者將手指輕輕點(diǎn)水， 本儀器立即會(huì)顯示出變化了 的較小的張力值，這是是因?yàn)槿说氖钟杏?，改變了水的表面特性?. 本儀器已經(jīng)對(duì)密度作了一定的修正。如果需要保證測試的結(jié)果的更精確， 請(qǐng)參考附件中的修正表進(jìn)行修正。3. 為了達(dá)到測試精度要求， 本公司的白金板均為特殊訂制， 表面進(jìn)行了特殊 的粗糙度處理。 因此應(yīng)避免

7、白金板表明的劃傷和磨損。 如果使用者自行更 換而無法測量準(zhǔn)確時(shí)，本公司不負(fù)任何責(zé)任。4. 根據(jù)物理化學(xué)原理， 事實(shí)上在測試過程中對(duì)測值有影響的自然條件有 （1） 溫度；（ 2）氣壓 .5. 測量高揮發(fā)性液體時(shí)應(yīng)加快測試過程， 高揮發(fā)性液體在測量時(shí)很容易粘著 在白金板上，請(qǐng)?jiān)谧鲋貜?fù)性測試前將白金板清洗干凈。6. 測量時(shí)發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象時(shí)，表面張力值會(huì)隨時(shí)間的變化而升高。7. 雖然玻璃皿中被測液體的多少不會(huì)影響到測值的準(zhǔn)確性，但為了妥善起 見，請(qǐng)確保液體有5mn高度，約15ml左右。8. 添加表面活性劑以作表面張力變化觀察時(shí)， 請(qǐng)確保不要將表面活性劑碰到 白金板。9. 測量過程中樣品臺(tái)的上升或下降均會(huì)

8、影響到表面張力值， 上升時(shí)減小， 下 降時(shí)增加。兩者都是誤差的表現(xiàn)之一。5.2 故障排除方法：第一、取值偏低：1. 白金板沒有清洗干凈（最有可能）；2. 歸零沒有完全完成；3. 玻璃器皿未沖冼干凈，例如含有上次測試殘留物質(zhì)；4. 手上油污沾染了被測樣品；5. 被測液體本身為活性劑或混合物，它的特性本來就是隨時(shí)間變化而變化 故而應(yīng)確保攪拌均勻及配比的相同，同時(shí)最好在靜止相同時(shí)間后測試。6. 被測液體的潤濕性不是很高或有粘度、有揮發(fā)。第二、取值偏高：1. 歸零不準(zhǔn)確；2. 被測液體本身為活性劑或混合物，它的特性本來就是隨時(shí)間變化而變化 故而應(yīng)確保攪拌均勻及配比的相同，同時(shí)最好在靜止相同時(shí)間后測試。

9、3. 被測樣品有粘度。第三、重復(fù)性較差：1. 白金板未完全洗干凈；2. 被測樣品本身就是隨時(shí)間變化而變化；第四、不正常顯示數(shù)值：1. 內(nèi)部數(shù)據(jù)連接線沒有連接好；2. 儀器故障需檢修；測試前應(yīng)確保主機(jī)至少已經(jīng)預(yù)熱 30 分鐘，即在正式測試前先將主機(jī)打開 30 分鐘，等表面張力儀測 量系統(tǒng)穩(wěn)定后即可使用。【 注意事項(xiàng) 】1. 砝碼應(yīng)輕拿輕放。2. 實(shí)驗(yàn)前儀器開機(jī)預(yù)熱 15 分鐘；依次用 N a OH 溶液、清水、純凈水清洗 玻璃 器 皿和吊環(huán)。3. 玻璃 器 皿和吊環(huán)經(jīng)過潔凈處理后，不能再用手接觸，亦不能用手觸及液體。4. 對(duì)傳感器定標(biāo)時(shí)應(yīng)先調(diào)零，待電壓表輸出穩(wěn)定后再讀數(shù)。5. 吊環(huán)保持水平，緩慢旋轉(zhuǎn)升