溶液表面张力的测定
溶液表面张力的测定
溶液的表面张力是指溶液表面的分子间作用力造成的表面膜的收缩能力，一般用mN/m单位来表示。测定溶液的表面张力可以使用以下方法：
1. 静态滴法：将溶液滴在一个垂直毛细管的顶端，并测量液滴的半径。根据液滴的形态、重力和表面张力的关系，可以计算得到表面张力。
2. 干涉法：利用光的干涉现象测量溶液表面膜的厚度，从而推断表面张力。
3. 面张力法：使用浮力法或附加负荷法，通过测量不同负荷下的表面张力，推断溶液的表面张力。
4. 颜色法：在溶液表面加入某种颜料或指示剂，根据颜色的分布或溶液颜色的变化，推算表面张力。
需要注意的是，不同的测定方法适用于不同类型的溶液和浓度范围。因此，在选择测定方法时需要考虑溶液的性质和测量条件。
溶液表面张力的测定详解
学号：201214140123 基础物理化学实验报告 实验名称：溶液表面张测定 12届药学班级1组号 实验人姓名：李楚芳 同组人姓名：罗媛，兰婷 指导老师：邓斌 实验日期：2014-05-30
湘南学院化学与生命科学系 一、 实验目的： 1．加深理解表面张力的性质，表面吉布斯能的意义以及表面张力和吸附的关系。 2. 掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 二、 主要实验原理，实验所用定律、公式以及有关文献数据： 当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化。根据能量最低原理，若溶液质能降低溶剂的表面张力，则表面层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增加，那么，表面层溶液质的浓度应比内部低。这种现象为溶液的表面吸附。用吉布斯公式(Gibbs )表示： T c σ )d d (RT c Γ- = (1)式 式中，Г为表面吸附量(mol.m -2)；σ为表面张力（J.m -2）；Ｔ为绝对温度（Ｋ）；Ｃ为溶液浓度（mol/L ）；)(dc d σ T 表示在一定温度下表面张力随浓度的改变率。
当 )( dc d σ T < 0，Г>0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附作用。 )( dc d σ T >0，Г<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的 浓度小于内部的浓度，称为负吸附作用。 可见，通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。 本实验采用最大气泡压力法测定正丁醇水溶液的表面张力值。将欲测表面张力的液体装入试管中，使毛细管的端面与液面相切，液体即沿毛细管上升，直到液柱的压力等于因表面张力所产生的上升力为止。若管内增加一个与此相等的压力，毛细管内液面就会下降，直到在毛细管端面形成一个稳定的气泡；若所增加的压力稍大于毛细管口液体的表面张力，气泡就会从毛细管口被压出。可见毛细管口冒出气泡的需要增加的压力与液体的表面张力成正比。 σ=K △p 式中K 与毛细管的半径有关，对同一支毛细管是常数，可由已知表面张力的液体求得。本实验通过蒸馏水来测得。 由实验测得不同浓度时的表面张力，以浓度为横坐标，表面张力为纵坐标，得σ-c 图，过曲线上任一点作曲线的切线和水平线交纵坐标于b1，b2两点，则曲线在该点的斜率为 c b b c 0b b d d 2121c σ--=--=
最大泡压法测定溶液的表面张力
最大泡压法测定溶液的表面张力 一、实验目的 1、掌握最大泡压法测定表面张力的原理，了解影响表面张力测定的因素。 2、了解弯曲液面下产生附加压力的本质，熟悉拉普拉斯方程，吉布斯吸附等温式，了解兰格缪尔单分子层吸附公式的应用。 3、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算饱和吸附量, 由表面张力的实验数据求正丁醇分子的截面积及吸附层的厚度。 二、实验原理 1、表面张力的产生 液体表面层的分子一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，由于前者的作用要比后者大， 因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直 于液面并指向液体内部的不平衡力，如图所 示，这种吸引力使表面上的分子自发向内挤 促成液体的最小面积。 在温度、压力、组成恒定时，每增加单位 表面积，体系的表面自由能的增值称为单位表面的表面能（J·m-2）。若看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力（N·m-1）。事实上不仅在气液界面存在表面张力，在任何两相界面都存在表面张力。表面张力的方向是与界面相切，垂直作用于某一边界，方向指向是表面积缩小的一侧。 液体的表面张力与液体的纯度有关。在纯净的液体（溶剂）中如果掺进杂质（溶质），表面张力就要发生变化，其变化的大小决定于溶质的本性和加入量的多少。 由于表面张力的存在，产生很多特殊界面现象。
2、弯曲液面下的附加压力 静止液体的表面在某些特殊情况下是一个弯曲表面。由于表面张力的作用，弯曲表面下的液体或气体与在平面下情况不同，前者受到附加的压力。 弯曲液体表面平衡时表面张力将产生一合力P s ，而使弯曲液面下的液体所受实际压力与外压力不同。当液面为凹形时，合力指向液体外部，液面下的液体受到的实际压力为： P ' = P o - P s ；当液面为凸形时，合力指向液体内部，液面下的液体受到的实际压力为： P ' = P o + P s 。这一合力P S ，即为弯曲表面受到的附加压力，附加压力的方向总是指向曲率 中心。 附加压力与表面张力的关系用拉普拉斯方程表示：(式中σ为表面张力，R 为弯曲表面的曲率半径，该公式是拉普拉斯方程的特殊式，适用于当弯曲表面刚好为半球形的情况)。 3、毛细现象 毛细现象则是弯曲液面下具有附加压力的直接结果。假设溶液在毛细管表面完全润湿，且液面为半球形，则由拉普拉斯方程以及毛细管中升高（或降低）的液柱高度所产生的压力 P=gh ，通过测量液柱高度即可求出液体的表面张力。这就是毛细管上升法测定溶液表面 张力的原理。 此方法要求管壁能被液体完全润湿，且液面呈半球形。 4、最大泡压法测定溶液的表面张力 实际上，最大泡压法测定溶液的表面张力是毛细管上升法的一个逆过程。其装置图如所示，将待测表面张力的液体装于表面张力仪中，使毛细管的端面与液面相切，由于毛细现象液面即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，系统减压，毛细管内液面上受到一个比表面张力仪瓶中液面上（即系统）大的压力，当此压力差——附加压力(Δp ＝ p 大气 － p 系统 ) 在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱 出，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为拉普拉斯公式:R p σ2=?. P s = 2σ R
表面张力系数测定方法综述
表面张力测定方法综述 摘要：本文主要阐述了几种表面张力测定的方法 关键词：滴重法毛细管上升法环法吊片法最大气泡压力法 滴外形法 前言：表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。下面介绍几种测定表面张力的方法 滴重法 当液体在滴重计(滴重计市售商品名屈氏粘力管)口悬挂尚未下滴时： πσ= 2r mg r：若液体润湿毛细管时为外半径，若不润湿时应使用内半径。 σ: 液体的表面张力。 m：液滴质量(一滴液体)。 g；重力加速度，当采用厘米.克.秒制时为 981cm／S2 但从实际观察可知，测量时液滴并未全部落下，有部分收缩回去，故需对上式进行校正： πσ= r f m g 2'
m ’为滴下的每滴液体质量(用分析天平称量)。 f 称为哈金斯校正因子，它是r ／v 1/3的函数；v 是每滴液体的体积； 可由每滴液体的质量除液体密度得到。在上式中r 和f 是未知数，可 采用已知表面张力的液体（如蒸馏水）做实验，采用迭代法得到： 设每滴水质量为m ’，体积为v ；先用游标卡尺量出滴重计管端的外直径D ；可得半径r 0；用r 0作初值；求得r 0/ v 1/3；查哈金斯校正因子表（插值法）得f 1；用水的表面张力σ和f 1代入 12'r f m g πσ=； 求的第一次迭代结果r 1；再由r 1/ v 1/3查表得f 2 ；再代入： 22'r f m g πσ= 求得第二次迭代值r 2，同法再由r 2/ v 1/3代入查表求f 3 ，这样反复迭 代直至相邻两次迭代值的相对误差：┃（r i-1-r i ）/ r i ┃≤eps （eps 表示所需精度，如1‰）这时的r 就是要求的结果，记录贴在滴重管
(整理)溶液表面张力的测定(拉环法)
溶液表面张力的测定（拉环法） 一实验目的 （1）了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系。（2）通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算吉布斯表面吸附量和乙醇分子的横截面积，掌握拉环法测定表面张力的原理和技术。二实验原理 （1）表面张力 在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，体系的吉布斯自由能的增值称为表面吉布斯自由能（J·m-2），用γ表示。也可以看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力（N·m-1）。位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量称为比表面自由能。比表面和表面张力在数值和量纲上一致，故常用表面张力度量比表面自由能。 （2）影响表面张力的因素 液体的表面张力与温度有关，温度越高，表面张力越小。液体的表面张力与液体的浓度有关，在溶剂中加入溶质，表面张力就会发生变化。 （3）表面张力与吸附量的关系 表面张力的产生是由于表面分子受力不均衡引起的，当加入一种物质后，对某些溶液（包括内部和表面）及固体的表面结构会带来强烈的影响，则必然引起表面张力的改变。如果溶质加入能降低表面吉布斯自由能时，边面层溶质浓度比内部大；反之增加表面吉布斯自由
能时，则溶液在表面的浓度比内部小。由此可见，在指定温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力有关，即吉布斯等温吸附方程： Γ= -（dγ/dc）T（c/RT） 其中Γ为溶质的表面超额，c 为溶质的浓度，γ为溶液的表面张力 a若dγ/dc＜0，Γ＞0，为正吸附，表面层溶质浓度大于本体溶液，溶质是表面活性剂。 b若dγ/dc＞0，Γ＜0，为负吸附，表面层溶质浓度小于本体溶液，溶质是非表面活性剂。 溶液的饱和吸附量： c/Γ= c/Γ∞＋1/KΓ∞ 分子的截面积： S B = 1/（Γ∞L） L=6.02×1034 （4）吊环法测表面张力的原理 测表面张力的方法很多，有毛细管上升法，滴重法，最大气泡压力法，吊环法等。吊环法是将吊环浸入溶液中，然后缓缓将吊环拉出溶液，在快要离开溶液表面时，溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜，随着吊环被拉出液面，溶液的表面张力将阻止吊环被拉出，当液膜破裂时，吊环的拉力将达到最大值。自动界面张力仪将记录这个最大值P。按照公式校正后，可以得出溶液的表面张力数值γ。校正因子： F=0.7250+（0.01452P/C2D+0.04534-1.679r/R）1/2式中P：界面张力仪显示读数值mN·m-1
溶液表面张力的测定
溶液表面张力的测定 溶液表面张力的测定 在物质的世界中，溶液是一种常见的存在形式。无论是在日常生活中 还是科学研究中，我们都离不开溶液的概念和应用。而作为溶液中一 项重要的性质，表面张力一直以来都备受关注。 表面张力，顾名思义，是指液体表面上的张力，也就是液体分子在表 面处受到的内聚力，使得表面呈现出一种紧绷的状态。这种状态使得 液体表面上的分子比液体内部的分子更紧密地结合在一起，形成一个 紧密的网络。这种现象是由于表面上的分子只能与周围其他分子相互 作用，而无法形成完整的相互作用力。 那么，如何测定溶液的表面张力呢？目前，人们常用的方法有很多种，下面我将就其中一些方法进行介绍。 1. 附加负荷法： 附加负荷法是一种通过在液体表面添加附加负荷来测量表面张力的方法。这种方法主要依靠重力作用和附加负荷之间的平衡关系来测定表 面张力的大小。具体操作时，将一个附加负荷缓慢放置在液体表面上，直到液体表面开始变形。通过测量负荷的大小和对应的表面变形，可
以计算出溶液的表面张力。 2. 比重差法： 比重差法是一种利用液体表面张力与液滴形状的关系来测定溶液表面 张力的方法。在实验中，液体滴下至一定高度时会形成一个液滴，液 滴的形状与液体表面张力相关。通过测量液滴的直径和高度，以及液 体的密度，可以计算出溶液的表面张力。 除了以上两种常用的测定方法外，还有许多其他的方法，如旋转圆盘法、自制法、毛细管法等。这些方法个别在实验操作上有所不同，但 本质上都是通过测量液体表面的变形来确定表面张力的大小。 通过测定溶液的表面张力，可以获得关于溶液性质的重要信息。表面 张力的大小与液体的粘度、温度、溶剂性质等密切相关。了解溶液的 表面张力，有助于我们理解液体在各种应用中的行为，例如在液体传 感器、涂料、胶水等领域中的应用。对于生物体系中的液体，如细胞 内液体、血液等，研究其表面张力也有着重要的意义。 总结起来，溶液表面张力的测定是一项重要且具有挑战性的实验工作。有效的测定方法能够帮助我们更好地理解溶液的特性和应用。无论是 在科学研究还是工程实践中，对溶液性质的深入了解都具有重要的意义。
液体表面张力系数的测定
液体表面张力系数的测定 凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。它产生的原因是 液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。 液体的许多现象与表面张力有关（如毛细现象、湿润现象、泡沫的形成等），工业生产中的浮选技术、动植物体内液体的运动、土壤中水的运动等也都与液体的表面现象有关。此外在船舶制造、水力学、化工化学中都有它的应用。因此，研究液体的表面张力可谓工农业生产、生活及科学研究中有关液体分子的分布和表面的结构提供有用的线索。 【实验目的】 1． 用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法 。 2． 观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研 究,加深对物理规律的认识。 3． 测量纯水和其它液体的表面张力系数。 4． 测量液体的浓度与表面张力系数的关系（如酒精不同浓度时的表面张力系数） 【实验原理】 一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为 απ)(21D D f += （1） 式中： 1D 、2D 分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数，g 为重力加速度，所以液体表面张力系数为： )](/[21D D f +=πα （2） 实验中，液体表面张力可以由下式得到： B U U f /)(21-= （3） B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉断时数字 电压表的读数。
液体表面张力的测定
液体表面张力的测定 摘要 表面张力是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一，是物理学和物理化学中重要的研究对象是重要的液体物理性质。在实际生产中，液体的表面张力对于泡沫分离、蒸馏、萃取、乳化、吸附、润湿等过程存在重要影响。常见的液体表面张力的测定方法包括毛细管上升法、Wilhelmy盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法,拉脱法等，这些不同原理的测定液体表面张力的方法各有优缺点，本文将着重以最大气泡压力法和拉脱法建立模型测定液体的表面张力。表面张力的测量方法可以分为静态法和动态法，最大气泡压力法和拉脱法都是动态测定表面张力的方法，拉脱法模型是物理学中常用的一种简便方法，操作简单易行但误差较大，最大气泡压力法模型所测量涉及的也是对象的静止表面，其本质仍属于平衡方法，不过在临界点时发生的表面扩张是动态的，相对而言，最大气泡压力法模型更能准确的反映液体的表面张力。 在拉脱法模型中，我们需要解决的问题相对简单，在实验中，由于U形丝不仅本身体较小重量轻，而且在拉脱过程中U形丝的重力和浮力总是方向相反，大小相等而互相抵消，于是，在缓慢的拉脱U形丝刚好是水膜破裂的瞬间，焦利氏秤所受的拉力可以粗略的认为是液体表面张力的2倍，而表面张力力和该液体的表面张力系数以及U形丝的长度成正比，整个实验中需要的数据是有一个力，但力并不能直接测出，需要先用已知重量的砝码标定焦利氏秤的的K值，然后再进行测量，将力转化为长度。这个模型的特点是数据简单，操作简便，很易得到结果。在16.0℃下通过该模型得到的乙醇液体的表面张力为。在最大气泡压力法模型中，由于液面的附加压力和表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，我们需要解决的问题是如何测量气泡的曲率半径和液面的附加压力，我们假设毛细管的末端与液面完全相平，可以认为气泡的曲率半径和毛细管的直径相等，而附加压力则可以由压力计直接测得。通过标定已知表面张力的蒸馏水，我们可以得到仪器常数K，由24．5℃水的表面张力计算得到仪器常数，然后计算得到表面张力为 一问题重述表面张力是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一，是物理学和物理化学中重要的研究对象是重要的液体物理性质。在实际生产中，液体的表面张力对于泡沫分离、蒸馏、萃取、乳化、吸附、润湿等过程存在重要影响。两个不同的模型都是要对液体的表面张力进行测量，在拉脱法中，我们面对的问题是如何准确的量出拉托瞬间的作用力大小，以及如何量化这个作用力。而在最大气 泡压力法中，我们需要解决的问题是如何得到附加压力和曲率半径。二问题分析1对于用拉脱法测定液体的表面张力时，我们假想在液体的表面平行于液体表面存在一条线段，由于液体分子间的相互作用，使液体表面层形成了一张紧膜。在这条假想的线段垂直于该线段平行于液面上，存在着两个方向相反，大小相等的作用力。这两个力时该将向线段保持受力平衡。如图：如果f和f’的大小只与液体的本身性质有关，那么在同一种液体表面的不同长度的假想线段的两侧的f和f’应该相同，但是这与事实明显不符，所以表面张力应该用一个只与液体本身性质有关的量来表示，也就是表面张力系数，即为单位长度上的表面张力，单位是牛每米。当我们把这条假想的线段垂直提起时，向上的拉力和f及f’的合力相等，在拉脱的瞬间，表面张力F=2f。拉脱法的总体思路即：先用已知质量的物体标定焦利氏秤，记录弹簧的伸长量，通过胡克定律求出该焦利氏秤的弹性系数，再缓
表面张力的测定_
实验十一溶液表面张力的测定 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.测定不同浓度的正丁醇水溶液的表面张力，根据吉布斯吸附公式计算溶液表面的 吸附量，以及饱和吸附时每个分子所占的表面面积和饱和分子层厚度。 二、实验原理 处于液体表面的分子，由于受到不平衡的力的作用而具有表面张力。它的定义是在表面上垂直作用于单位长度上使表面积收缩的力，它的单位是mN/m.当加入溶质时，液体的表面张力会发生变化，有的会使溶液的表面张力比纯溶剂的高，有的则会使溶 液的表面张力降低。因此，溶质在表面的浓度与溶液本体的浓度不同。这就是溶液的 表面吸附现象。在一定温度和压力下，溶液的表面吸附量（?）与溶液的表面张力（σ）和溶液本体浓度（c）之间的关系为： 液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。到达 临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。液体的表面张力也与液体的纯度有关。 在纯净的液体（溶剂）中如果掺进杂质（溶质），表面张力就要发生变化，其变化的大小决 定于溶质的本性和加入量的多少。当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化，。 根据能量最低原理，若溶液质能降低溶剂的表面张力，则表面层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增加，那么，表面层溶液质的浓度应比内部低。 这种现象为溶液的表面吸附。用吉布斯公式(Gibbs)表示： 中：为表面吸附量(mol.m-2)，σ为表面张力（J.m-2）。表示在一定温度下表 面张力随浓度的改变率。即： （1）< 0，Г>0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度， 称为正吸附作用。 （2）>0，Г<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度小于内部的
溶液表面张力的测定
希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！ 实验二十六 溶液表面张力的测定 (一) 最大气泡法 【目的要求】 1. 掌握最大气泡法(或扭力天平)测定表面张力的原理，了解影响表面张力测定的因素。 2. 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算吸附量, 由表面张力的实验数据求分子的截面积及吸附层的厚度。 【实验原理】 1. 溶液中的表面吸附 从热力学观点来看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总自由能减小的过程，欲使液体产生新的表面ΔA ，就需对其做功，其大小应与ΔA 成正比： －W ′＝σ·ΔA (1) 如果ΔA 为1m 2，则－W ′＝σ是在恒温恒压下形成1m 2 新表面所需的可逆功，所以σ称为比 表面吉布斯自由能，其单位为J ·m -2 。也可将σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力， 称为表面张力，其单位是N ·m -1 。在定温下纯液体的表面张力为定值，当加入溶质形成溶液时，表面张力发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。根据能量最低原理，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低，这种表面浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程： T C RT C Γ⎪⎭⎫ ⎝⎛- =d d σ (2) 式中，Г为溶质在表层的吸附量；σ为表面张力；C 为吸附达到平衡时溶质在介质中的浓度。 当 T C ⎪ ⎭⎫ ⎝⎛d d σ＜0时，Г＞0称为正吸附；当 T C ⎪⎭⎫ ⎝⎛d d σ＞0时，Г＜0称为负吸附。吉布斯吸附等温式应用范 围很广，但上述形式仅适用于稀溶液。 引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质，被吸附的表面活性物质分子在界面层中的排列，决定于它在液层中的浓度，这可由图2-26-1看出。 图2-26-1中(1)和(2)是不饱和层中分子的排列， (3)是饱和层分子的排列。 当界面上被吸附分子的浓度增大时，它的排列方式在改变着，最后，当浓度足够大时，被吸附分子盖住了 图2-26-1 被吸附的分子在界面上的排列图
表面张力的几种测定方法
表面张力的几种测定方法 测定表面张力有以下几种方法。 (1)表面张力法表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。 (2)电导法本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。 (3)光散射法光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。 (4)染料法一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料，然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。对于阴离子表面活性剂，常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G；阳离子表面活性剂可用曙红或荧光黄；非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性，尤其对CMC 较小的表面活性剂的影响更大，另外，当表面活性剂中含有无机盐及醇时，测定结果也不甚准确。 目前还有许多现代仪器方法测定CMC，如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。
测溶液表面张力
最大泡压法测定溶液的表面张力 一、实验目的 1、测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和溶质分子的横截面积； 2、了解表面张力的性质，比表面吉布斯函数的意义以及表面张力和吸附的关系； 3、掌握用最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 二、实验原理 1．比表面吉布斯函数 从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总的比表面吉布斯函数减小的过程。如欲使液体产生新的表面△A ，则需要对其做功。功的大小应与△A 成正比： 式中σ为液体的比表面吉布斯函数，亦称表面张力。它表示了液体表面自动缩小趋势的大小，其量值与液体的成分、溶质的浓度、温度及表面气氛等因素有关。 2．溶液的表面吸附 纯物质表面层的组成与内部的组成相同，因此纯液体降低比表面吉布斯函数的惟一途径是尽可能缩小其表面积。对于溶液，由于溶质能使溶剂表面张力发生变化，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低比表面吉布斯函数。根据能量最低原则，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，表面层中的浓度比内部的浓度低。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。显然，在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度有关，从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程： 式中：Г为表面吸附量(单位：mol ·m -2 )；T 为热力学温度(单位：K)；C 为稀溶液浓度(单位：mol ．L —1 )； R 为气体常数。 若C d dc σ?? ???
液体表面张力测定方法的研究进展
液体表面张力测定方法的研究进展 液体表面张力是液体分子间作用力在液体表面的表现，是表征液体性质的一个重要参数。液体表面张力的测定在多个领域都具有重要应用，如生物学、化学、物理学、工程学等。因此，研究液体表面张力测定方法的发展和进步对于各学科的研究和实际应用都具有重要意义。 液体表面张力的测定方法主要有两大类：静态法和动态法。静态法是通过测量液滴在液体表面形成的角度来计算表面张力，而动态法则是通过测量液滴在受到外力作用下的动态行为来计算表面张力。 静态法中最具代表性的是Wilhelmy板法，其基本原理是将一块平板 插入待测液体中，测量板上的液滴在液体表面形成的角度，再根据液体的密度、重力加速度等参数计算表面张力。Wilhelmy板法的测量 精度较高，但需要较大的样品量。 动态法中最常用的是最大液滴法，其基本原理是测量液滴在受到外力作用下的动态行为，如液滴的形状、下落速度等，再根据动力学理论计算表面张力。最大液滴法的测量精度较高，但需要较为复杂的实验设备和较高的操作技巧。 通过对不同实验方法的比较，可以发现静态法在测量精度和样品量方
面具有优势，而动态法在测量速度和操作简便性方面占优。实验条件如液体的性质、温度、压力等也会对测量结果产生影响。 针对现有实验方法存在的问题，可以考虑以下改进方向： 发展更为灵敏和精确的测量设备，以提高实验精度； 研究更为简洁和高效的实验方法，以缩短测量时间； 探索将静态法和动态法相结合的综合性方法，以提高测量的全面性和准确性； 考虑将计算机技术和数值模拟方法应用于实验中，以提高实验效率和数据处理能力。 为了验证上述改进方法的可行性，可以进行以下实验： 选择代表性的液体，以比较不同方法的测量精度； 在不同的实验条件下，如温度、压力、液体性质等，比较不同方法的测量结果； 将改进后的实验方法应用于实际样品中，以检验其实用性和可靠性。通过实验验证可以发现，改进后的实验方法在测量精度和实验效率方
溶液表面张力的测定详解
溶液表面张力的测定详解
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ﻩ
学号：2 得分： 基础物理化学实验报告 实验名称:溶液表面张测定 12届药学班级１组号 实验人姓名：李楚芳 同组人姓名：罗媛,兰婷 指导老师：邓斌 实验日期：2014－０5－3０
湘南学院化学与生命科学系 一、 实验目的： 1．加深理解表面张力的性质,表面吉布斯能的意义以及表面张力和吸附的关系。 2. 掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 二、 主要实验原理，实验所用定律、公式以及有关文献数据： 当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化。根据能量最低原理,若溶液质能降低溶剂的表面张力,则表面层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增加，那么,表面层溶液质的浓度应比内部低。这种现象为溶液的表面吸附。用吉布斯公式（G ｉbbs ）表示： T c σ )d d (RT c Γ- = (1)式 式中,Г为表面吸附量(ｍol ．m -2)；σ为表面张力(J.m -2);T 为绝对温度（Ｋ）;Ｃ为溶液浓度(mo ｌ/Ｌ）；)(dc d σ Ｔ表示在一定温度下表面张力随浓度的改变率。
当 )( dc d σ T < ０，Г＞０,溶质能增加溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附作用。 )( dc d σ T >0,Г<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的 浓度小于内部的浓度,称为负吸附作用。 可见,通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。 本实验采用最大气泡压力法测定正丁醇水溶液的表面张力值。将欲测表面张力的液体装入试管中，使毛细管的端面与液面相切，液体即沿毛细管上升，直到液柱的压力等于因表面张力所产生的上升力为止。若管内增加一个与此相等的压力，毛细管内液面就会下降,直到在毛细管端面形成一个稳定的气泡;若所增加的压力稍大于毛细管口液体的表面张力，气泡就会从毛细管口被压出。可见毛细管口冒出气泡的需要增加的压力与液体的表面张力成正比。 σ＝K △p 式中Ｋ与毛细管的半径有关,对同一支毛细管是常数,可由已知表面张力的液体求得。本实验通过蒸馏水来测得。 由实验测得不同浓度时的表面张力,以浓度为横坐标,表面张力为纵坐标,得σ-ｃ图,过曲线上任一点作曲线的切线和水平线交纵坐标于ｂ1,b2两点，则曲线在该点的斜率为 c b b c 0b b d d 2121c σ--=--=
溶液表面张力的测定
溶液表面张力的测定2篇 溶液表面张力的测定（一） 溶液表面张力是指溶液分子表面与空气之间相互作用的力量，它 决定了溶液的表面活性和液滴的形状。测定溶液表面张力的方法有很 多种，下面介绍两种常用的方法。 第一种方法是通过测定液滴的形成与脱落来确定溶液的表面张力。首先，将待测溶液注入一支细玻璃管，然后将玻璃管封住一端，形成 一个液滴。将液滴悬挂在一支细玻璃管的口部，在注射器的作用下， 逐渐减小外界下拉力的大小，当拉力减小到一定程度时，液滴会从玻 璃管口部脱落。通过测量拉力减小的大小以及液滴脱落的时间，可以 计算出溶液的表面张力。 第二种方法是通过测定表面活性剂的背压差来确定溶液的表面张力。表面活性剂能够降低液体与气体之间的表面张力，当表面活性剂 存在于溶液中时，其背压会发生变化。通过测量溶液在不同表面活性 剂浓度下的背压差，可以计算出溶液的表面张力。 以上两种方法都有各自的优缺点。第一种方法简单易行，但由于 液滴形成与脱落时间的测量存在一定误差，可能会影响测定结果的准 确性。第二种方法相对较准确，但需要复杂的仪器设备和数据处理方法，操作难度较大。 溶液表面张力的测定（二） 除了上述介绍的两种常用的方法外，还有一种称为测定溶液表面 张力的最大持续重量的方法。该方法利用张力的重要特性：液体表面 张力越大，液表面上能负载的最大质量也就越大。具体步骤如下：首先，准备一个长而细的玻璃管，管内注入待测溶液，然后将管 封住一端，形成一个长液柱。然后，将液柱的另一端固定在一支水平 的金属丝上。接着，逐渐挂载负重砝码在液柱上，直到液柱断裂为止。断裂时所挂载的质量即为液柱所能负载的最大质量，通过对液柱的几 何参数和质量进行测量和计算，可以得到溶液的表面张力。
溶液表面张力的测定详解
溶液表面张力的测定详解LT
当 )( dc d σ T < 0，Г>0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附作用。 )( dc d σ T >0，Г<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的 浓度小于内部的浓度，称为负吸附作用。 可见，通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。 本实验采用最大气泡压力法测定正丁醇水溶液的表面张力值。将欲测表面张力的液体装入试管中，使毛细管的端面与液面相切，液体即沿毛细管上升，直到液柱的压力等于因表面张力所产生的上升力为止。若管内增加一个与此相等的压力，毛细管内液面就会下降，直到在毛细管端面形成一个稳定的气泡；若所增加的压力稍大于毛细管口液体的表面张力，气泡就会从毛细管口被压出。可见毛细管口冒出气泡的需要增加的压力与液体的表面张力成正比。 σ=K △p 式中K 与毛细管的半径有关，对同一支毛细管是常数，可由已知表面张力的液体求得。本实验通过蒸馏水来测得。 由实验测得不同浓度时的表面张力，以浓度为横坐标，表面张力为纵坐标，得σ-c 图，过曲线上任一点作曲线的切线和水平线交纵坐标于b1，b2两点，则曲线在该点的斜率为 c b b c 0b b d d 2121c σ--=--=
c σ 21d d c b b -=- 代入吉布斯吸附方程，得到该浓度时的吸附量为： T c σ)d d (RT c Γ- ==RT b2 b1- 吸附量与浓度之间的关系可以用Langmuir 等温吸附方程式表示： Г∞表示饱和吸附量;C 表示吸附平衡时溶液的浓度;K 为常数 作 Γ C ～C 图，得一直线，由此直线的斜率和截距可求常数Γ∞和K 。 如果以N 代表1 m 2表面层的分子数，则: N=Γ∞ NA 式中,NA 为Avogadro 常数，则每个分子的截面积A S 为： ∞ =Γ N 1A A s 一、 仪器药品及材料 ZP-W 表面张力测定仪一套； 0.050﹑0.100﹑0.200﹑0.300﹑0.400﹑0.500﹑0.600﹑0.700mol·L -1正丁醇溶液。