最大氣泡壓力法測定溶液表面張力 1. 實 驗 目 的測 定 不 同 濃 度 乙 醇 溶 液 的 表 面 張 力 ， 考 察 吸 附量 與 濃 度 的 關(guān) 系 。了 解 表 面 張 力 、 表 面 自 由 能 的 意 義 以 及 與 溶 液界 面 吸 附 的 關(guān) 系 。掌 握 最 大 氣 泡 壓 力 法 測 定 表 面 張 力 的 原 理 和 技術(shù) ， 由 G ibbs公 式 用 圖 解 法 求 算 不 同 濃 度 溶 液 的界 面 吸 附 量 。 2. 實 驗 原 理 gl體相分子： 液體有自動收縮表面而呈球形的趨勢。自由移動不消耗功表面分子：純液體和其蒸氣組成的體系 , , BT P nG A )m(J 2比表面自由能（表面張力） （ 1） 溶 液 的 界 面 吸 附 溶 液 活 度溶液： 體系可調(diào)節(jié)溶質(zhì)在表面相的濃度來降低表面自由能。表面吸附:表面層與體相濃度不相同的現(xiàn)象。恒溫下的G ibbs吸附方程：( )TaRT a 溶 質(zhì) 的 表 面 吸 附 量 mol m2 / ( ) (7-64)/ Tc cRT c c 0，正吸附,溶液表面張力降低：表面活性物質(zhì)0，負吸附, 溶液表面張力升高: 非表面活性物質(zhì)濃 度 達 一 定 值 ， 溶 液 界 面 形 成 飽 和 單 分 子 層 吸 附（ 2） 最 大 氣 泡 壓 力 法 測 定 表 面 張 力 的 原 理 將 待 測 液 體 裝 于 表 面 張 力 儀 ， 使 毛 細 管 的 端 面與 液 面 相 切 。 打 開 滴 液 漏 斗 的 活 塞 ， 使 水 緩 慢 滴 下 而 降 低 系統(tǒng) 的 壓 力 ， 毛 細 管 內(nèi) 的 液 面 上 受 到 一 個 比 樣 品 管 內(nèi)的 液 面 上 稍 大 的 壓 力 。 當 壓 力 差 在 毛 細 管 端 面 上 產(chǎn) 生 的 作 用 稍 大 于 毛細 管 口 液 體 的 表 面 張 力 時 ， 氣 泡 就 從 毛 細 管 口 被 壓出 ， 這 個 最 大 的 壓 力 差 可 由 U型 管 壓 力 計 上 讀 出 。 U形 示 壓 計 兩 端 汞 柱的 高 度 差毛 細 管 端 口 形 成 的 半 球 形 氣 泡 承 受 的 最 大 壓 力 差2p g h r 若 用 同 一 支 毛 細 管 和 壓 力 計 ， 在 相 同 溫 度 下 測定 兩 種 液 體 的 表 面 張 力 ， 有1 1 0 0hh 毛 細 管 曲 率 半 徑11 0 1 0h K hh 毛 細 管 常 數(shù) 飽 和 吸 附 量（ 3） 求 乙 醇 的 分 子 截 面 積 1 kckc 1 1 (7-68)c k c c 作 圖 ， 由 直 線 斜 率 求求 乙 醇 分 子 截 面 積 1 (7-69)L 3. 實 驗 步 驟（ 1） 測 定 毛 細 管 常 數(shù) K. 將 蒸 餾 水 裝 于 帶 支 管 的 毛 細 管 ， 使 毛 細 管 的 端面 與 液 面 相 切 ， 打 開 滴 液 漏 斗 的 活 塞 ， 使 水 緩 慢 滴下 而 降 低 系 統(tǒng) 的 壓 力 ， 氣 泡 均 勻 逸 出 ， 讀 取 U形 壓力 計 兩 臂 最 大 高 度 差 。（ 2） 測 定 不 同 濃 度 乙 醇 溶 液 的 表 面 張 力 配 制 濃 度 分 別 為 0.02， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20，0.25， 0.30， 0.35， 0.50mol.L -1 正 丁 醇 溶 液 各 50ml。按 （ 1） 步 驟 測 定 表 面 張 力 。 4. 數(shù) 據(jù) 記 錄 和 處 理(1) 記 錄 實 驗 溫 度 ， 大 氣 壓 ， 以 及 蒸 餾 水 和 不同 濃 度 乙 醇 溶 液 的 的 h。(2) 按 式 （ 7-66） 計 算 毛 細 管 常 數(shù) K。 不 同 溫 度下 純 水 的 表 面 張 力 見 附 錄 14。(3) 按 式 （ 7-66） 計 算 不 同 濃 度 乙 醇 溶 液 的 表面 張 力 。 /dd /(4) c c c cc c 作 / 曲 線 ， 在 曲 線 上 分 別 取 為 0.03， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20， 0.30， 0.40的 點 作 切 線 ， 求 切 線 斜 率 。由 （ 7-64） 式 計 算 不 同 濃 度 溶 液 的 吸 附 量 icc （ 5） 作 ， 確 定 飽 和 吸 附 量 ， 由 （ 7-69）計 算 乙 醇 分 子 截 面 積 。 5. 思 考 題 用 最 大 氣 泡 壓 力 法 測 定 溶 液 的 表 面 張 力 時 ，為 什 么 要 讀 取 最 大 壓 差 ？ 那 些 因 素 影 響 表 面 張 力 的 測 定 ？ 應(yīng) 當 如 何 減小 或 消 除 這 項 因 素 的 影 響 ？