最大气泡压力法测定溶液的表面张力一、实验目的 1．掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。 2．通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量关系的理解。二、基本原理在一个液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。可是在液体表面表面层中，每个分子都受到垂直于并指向液体内部的不平衡力。所以说分子在表面层比在液体内部有较大的位能，这位能就是表面自由能，通常把增大一平方米表面所需的最大功A 或增大一平方米所引起的表面自由能的变化△G,称为单位表面的表面能，其单位为J· m－1；而把液体限制其表面及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为表面张力，其单位是N·m－1。如欲使液体表面面积增加ΔS 时，所消耗的可逆功A 应该是：一 A＝Δ G＝σ Δ S （ 1）液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。根据能量最低原则，若溶质能降低溶剂的表面张力，则表面层中溶质的浓度应比溶液内部的浓度大，如果所加溶质能使溶剂的表面张力升高，那么溶质在表面层中的浓度应比溶液内部的浓度低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。 在一定的温度和压力下，溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入的溶质量（即溶液的浓度）有关，它们之间的关系可用吉布斯(Gibbs) 公式表示：Γ ＝－RTc(c) T （ 2）式中：Γ 为吸附量(mol ·m－1) ；σ 为表面张力(J ·m-1) ；T 为绝对温度 (K) ；c 为溶液浓度(mol ．L－1) ；R 为气体常数 (8 ．314J．K— I·mol－1) 。(c) T 表示在一定温度下表面张力随溶液浓度而改变的变化率。如果σ 随浓度的增加而减小，也即(c) T <0，则Γ >0，此时溶液表面层的浓度大于溶液内部的浓度，称为正吸附作用。如果σ 随浓度的增加而增加即(c) T >0 ，则Γ <0，此时溶液表面层的浓度小于溶液本身的浓度，称为负吸附作用。从(2) 式可看出，只要测定溶液的浓度和表面张力，就可求得各种不同浓度下溶液的吸附量Γ 。在本实验中，溶液浓度的测定是应用浓度与折光率的对应关系，表面张力的测定是应用最大气泡压力法。图 2 是最大气泡压力法测定表面张力的装置示意图。将欲测表面张力的液体装于支管试管5 中，使毛细管 6 的端面与液面相切，液面即沿着毛细管上升，打开滴液漏斗2 的活塞进行缓慢抽气，此时由于毛细管内液面上所受的压力（p大气）大于支管试管中液面上的压力（p系统）...
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