最大压差法测表面张力

中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心《化学原理II实验》系列教学课件最大压差法测表面张力中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心主讲教师：吕开河主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题61.掌握最大压差法测定表面张力的原理及方法；2.测定正丁醇水溶液的表面张力，了解表面张力的概念及影响因素；3.学习Gibbs公式及其应用。实验目的主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题6测定装置如图2－1。实验原理测定时，将分液漏斗的活塞打开，使瓶内压力增加，气泡即可通过毛细管（要求它的尖嘴刚刚与液面接触）。从浸入液面的毛细管端鼓出空气炮时，需要高出外部大气压的附加压力，以克服气泡表面张力。如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的（图2-2）。实验原理图2-2气泡最小曲率半径示意图实验原理分别测出一种已知表面张力的液体（例如水）和另一未知表面张力液体（如正丁醇水溶液）的附加压力最大值，这时因为R=r：式中：－已知表面张力液体的最大附加压力；σ1－已知液体的表面张力。rp1121prp212式中：－未知表面张力液体的最大附加压力；σ2－未知液体的表面张力。2p因为两种液体的最大附加压力（即最大压差）是在同一仪器的同一毛细管测的。所以，上两式的r是相同的，若将r消去即得：2122pp实验原理主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题61．仪器最大压差法测表面张力装置一套，洗瓶，吸耳球。2.药品正丁醇（分析纯），蒸馏水。实验仪器与药品主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题61.用洗液洗表面张力测定仪的外套管和毛细管方法是在外套管中放入少量洗液,倾斜转动外套管,使洗液与外套管接触(注意不要让洗液从侧管流出).再将毛细管插入,这时保持外套管倾斜不动,转动毛细管,使洗液与毛细管接触,再用洗耳球吸洗液至毛细管内,洗毛细管内壁.用完的洗液倒回原来瓶中,然后用自来水充分冲洗外套管和毛细管,最后用蒸馏水冲洗外套管和毛细管各三次,即可进行下面实验。实验步骤2.在外套管中放入蒸馏水(作为已知表面张力的液体,其表面张力见附录二),将毛细管插入外套管,塞紧塞子,并使毛细管尖端刚碰到液面。读出斜管压差计下面一根管内的零点液位h0（此时斜管压力计两端都通大气）。按图2－1所示装好仪器，分液漏斗中装满自来水。实验步骤3.打开分液漏斗的活塞，使分液漏斗中的水慢慢滴入广口瓶中，这时瓶内压力逐渐增加，气泡将通过毛细管端。从斜管压力计读出第一个气泡通过毛细管端时的最高液位h1,如此重复三次，测三个平行数据，取平均值得h2。实验步骤4.测完蒸馏水的最大压差后，倒掉蒸馏水，用0.02mon/L的正丁醇洗一次外套管和毛细管，然后再加入该溶液，象测蒸馏水的最大压差一样，测定该溶液的最大压差。依次侧得0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35mom/L的正丁醇溶液的最大压差。（注意：每更换一次溶液，都应用待定液洗外管套管和毛细管）。实验步骤主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题61.由附录－查出实验温度下蒸馏水的表面张力。2.由公式计算出不同浓度正丁醇溶液的表面张力，用表格的形式列出计算结果，并取一组数据附－计算实例。3.以表面张力为纵坐标，以浓度为横坐标，在坐标纸上画出正丁醇溶液的σ-c图。4.在σ-c图上选若干点，作不同浓度曲线时切线，依Gibbs公式（2-1）求出相应的表面吸附量；并在坐标纸上画出正丁醇溶液的吸附等温线。实验结果处理主要内容实验目的1实验原理2实验仪器与药品3实验步骤4实验结果处理5思考题6思考题1.实验中，如果毛细管深入液面1mm会造成多大误差？2.实验中，为什么要尽量放慢鼓泡速度？3.实验中，为什么要求从稀到浓逐个测定不同浓度溶液的表面张力？4.解释σ-c曲线的变化趋势。5.实验中，影响表面张力测定准确性的因素有哪些？