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文本内容:
物理化学实验报告r溶液表面吸附的测量表面张力仪L实验目的
（1）掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的方法
（2）根据Gibbs吸附方程式，计算溶质（乙醇）在单位溶液表面的吸附量r,并作r-c图
2.实验原理在定温下，纯物质液体的表面层与本体（内部）组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能地收缩液体表面对溶液则不同，加入溶质后，溶剂表面张力发生变化根据能量最低原理，若溶质降低溶剂表面张力，c（表面层）c（本体）；反之，若溶质升高表面张力，c（表面层）c（本体）溶质在溶液表面层与在溶液本体中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附，即溶液借助于表面吸附来降低表面吉布斯自由能溶液表面吸附溶质的量「与表面张力、浓度c有关，其关系符合Gibbs吸附方程式中「吸附量；c溶液浓度；T温度；R气体常数；表面张力或表面吉布斯自由能（孚）『表示在一定温度下，表面张力随浓度的变化率如果溶液表面张力随浓度增加而de减小，即（祟）〈°，ro,此时溶液中溶质在表面层中的浓度大于在溶液中的浓度，称为正吸附相反，ro,称为负吸附在一定温度下，测定不同浓度溶液的表面张力，以对c作图，求不同浓度时的（半）直OC由Gibbs吸附方程求各浓度下的吸附量ro对于求各点斜率值可以借助计算机软件测定液体表面张力的方法较多，如最大气泡压力法，滴体积法，毛细管升高法，环法等,本实验采用最大气泡压力法将待测液体装入表面张力仪中，使玻璃毛细管下端与液面相切，若液体能润湿管壁，则液体沿毛细管上升形成凹液面，其液面所受压力P为大气压力P和附加压力AP根据拉普拉斯（Laplace）方程2aAC△P=—r式中r为弯曲液面曲率半径；为液体与气体表面（界面）张力因是凹液面，弯曲液面的曲率半径r0,APVOI指向大气）加压装置—-—I］印O O微压差计当打开漏斗的活塞，让水缓慢滴入下面密封的加压瓶中，毛细管内液面上受到比毛细管外液面上更大的压力，毛细管内液面开始下降当此压力差在毛细管上面产生的作用稍大于毛细管口液体的表面张力所能产生的最大作用时，气泡就从毛细管口逸出气泡逸出前能承受的最大压力差为APmax,可以由微压差计测出根据拉普拉斯方程，毛细管内凹液面的曲率半径等于毛细管的半径r时，能承受的压力差最大则有r27Maxo--APnx2lUdX测定毛细管的半径r和APmax即可求得液体表面张力直接测定毛细管半径r容易带入较大的误差，可用同一支毛细管，在相同条件下分别测出已知表面张力为1的参考液体的△Pmax,1和待测液体的A Pmax,由
③式得27]△!x,l由上式可求出其它液体的表面张力
3.仪器与试剂微差压测量仪恒温槽表面张力仪滴管烧杯容量瓶无水乙醇
4.实验步骤1配制溶液根据实验所要求的不同浓度的溶液称取不同质量的无水乙醇2按照实验要求连接仪器设定恒温槽温度为30摄氏度，通入恒温水3在表面张力仪中加入适量去离子水，恒温10分钟以上通过表面张力仪下端的活塞调节液面高度，使毛细管下端与液面相切4将毛细管与乳胶管连接断开，将毛细管内外用吹气法处理干净，将毛细管连入整个装置，盖紧活塞按下微差压计的置零键，再将乳胶管与毛细管连接好5缓慢打开漏斗活塞，是水滴慢慢滴下，毛细管此时上方的压力不断增大，之后毛细管口开始出现气泡，待气泡形成稳定后，在微差压测量计读取压力的最大值，读数三次，取平均值6使用上述方法，将去离子水换成不同浓度的溶液在更换溶液时必须洗刷表面张力仪3次，并且将毛细管内外吹干净每次更换的溶液都必须保证恒温10分钟以上7实验完毕，整理仪器
5.实验数据水在30C下表面张力为
71.18mN*mT012345678编号
00.
71.
42.
12.
83.
54.
24.
95.6预计浓度/mol*dm-3乙醇质量/g
01.
603.
224.
846.
448.
059.
6611.
2712.88溶液体积505050505050505050/mL浓度
00.
71.
42.
12.
83.
54.
24.
95.6/mol*dm-3△Pmax/Pa5744714083773463172972792671△Pmax/Pa5744714083773463182972792672△Pmax/Pa
5734714083773463162982802673573.
471408377346317297.
3279.3267△Pmax/Pa均7值表面张力o/
71.
158.
4450.
6246.
7842.
9339.
3336.
8934.
6533.138a-c曲线-
18.-
14.7-
8.33-
5.94-
5.32-
4.31-
3.34-
2.69-
2.17上萼de2吸IWT
00.
0040.
0040.
0040.
00590.
00590.
00550.
0050.0048086395196232上图为o—C曲线图
0.
00600.0055
①三一
0.
00500.
00450.00400123456X AxisTitle此图为F-C曲线图s_xv-
6.数据分析本次试验的误差来源有如下几项
（1）无水乙醇是一种极易挥发的物质，尽管在称量时我们可以先加入一些水以防止乙醇挥发，但是挥发还是在所难免的，所以可能会对溶液浓度造成一定影响
（2）毛细管与液面相切也会引起误差，因为肉眼并不能准确判断是否相切，而毛细管如果插入稍深，则会影响读数
（3）在洗涤仪器时所引起的误差，包括洗涤表面张力仪，还有处理毛细管时都可能有少量的之前测量溶液的残留
7.思考题
（1）实验前为什么一定要确保表面张力仪和毛细管的洁净？主要是为了保证再加入溶液后不会出现杂质，不会影响溶液本身的浓度，而且毛细管的洁净也是为了使气泡更均匀
（2）为什么不直接测毛细管的半径，而用标定的方法？毛细管的半径非常小，直接测量必然会带来很大的误差，而通过其他测量值来算毛细管的半径则可以很好的避免这种误差。
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