宁波工程学院 物理化学实验报告
专业班级 XX 序号实验日期
同组XX 指导老师
一、 实验目的
1、掌握最大气泡压力法测定表面X 力的原理和技术；
2、通过对不同浓度乙醇溶液表面X 力的测定，加深对表面X 力、表面自由能、表面X 力和吸附量关系的理解。
二、 实验原理
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1、在一定温度下纯液体的表面X 力为定值，当加入溶质形成溶液时，表面X 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X 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X 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X 力及溶液的浓度之间的关系遵循吉布斯吸附等温式：
dc
d γ⨯=ΓRT c - 式中，Г为溶液在表层的吸附量，γ为表面X 力，c 为吸附达到平衡时的浓度。 根据朗格谬尔（Langmuir ）公式：
c
K K +⨯Γ=
Γ∞1c
∞Γ为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时的Γ。
K
ggac K K c c ⨯Γ+Γ=⨯Γ+=Γ∞∞∞11 以c/Г对c 作图，那么图中该直线斜率为1/Г∞。
由所得的Г∞代入L A m ⨯Γ=∞1
可求被吸附分子的截面积（L 为阿伏伽德罗常数）。
2、本实验用气泡最大压力法测定溶液的表面X 力，其仪器装置如图1所示：
图1、最大气泡压力法测量表面X 力的装置示意图
1、恒温套管；
3、U 型压力计（内装水）；
4、分液漏斗；
5、吸滤瓶；
6、连接橡皮管。
古金水
将待测表面X 力的液体装于表面X 力仪中，使毛细管的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，毛细管内的液面上受到一个比A 瓶中液面上大的压力，当此压力差——附加压力（△P=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液体的表面X 力时，气泡就从毛细管口脱出，此附加压力与表面X 力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为：
R
p γ
2=
∆ 式中，ΔP 为附加压力，γ为表面X 力，R 为气泡的曲率半径。
如果毛细管半径很小，那么形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时的曲率半径R 和毛细管的半径r 相等，曲率半径最小值，根据上式这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R 变大，附加压力那么变小，直到气泡逸出。
根据上式，R=r 时的最大附加压力为：
r
p γ2max =
∆ 实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，那么可忽略气泡鼓起所需克服的静压力，这样就可以直接用上式进行计算。
当将其它参数合并为常数K 时，那么上式变为：
max p K ∆⨯=γ
式中仪器常数K 可用已知表面X 力的标准物质测得。
三、实验仪器、试剂
1、仪器：最大泡压法表面X力仪1套，洗耳球1个，移液管(50mL和10mL)各一支，烧杯(500mL)。
2、药品：正丁醇(分析纯)，蒸馏水。
四、实验步骤
1、仪器的准备与检漏
将表面X力仪容器和毛细管先用洗液洗净，再顺次用自来水和蒸馏水漂洗，烘干后按图5-9接好，检查是否漏气；
2、仪器常数的测定
调节液面与毛细管相切，并调节分液漏斗，使气泡由毛细管尖端成单泡逸出，且速度控制在每分钟形成气泡5~10个（数显微压差测量仪为5~10s），当气泡刚脱离管端的一瞬间，压力计中液位差达到最大值，当显示的最大值比较稳定时，记下数据，重复调节2次并记下相应的数值。再由手册查出实验温度时水的表面X力，求得仪器常数K；
3、表面X力随溶液浓度变化的测定
在上述体系中，按浓度从高到低的顺序依次测定预先配好的正丁醇溶液的△p最大值，每次置换溶液前都先用溶液润洗2次，再按2步骤测定。
五、数据记录与处理
：71.18 mN /m 实验温度：22.8 ℃；恒温槽温度：30.00 ℃；大气压力：100.62 KPa；γ
水
仪器常数K的测定
△p
的测定
正丁醇
图中曲线的γ-c 的近似方程为 2
259.99958c 177.3408c -97796.70+=γ
∴
177.3408-c 99916.519=dc
d γ
(其中c 的单位为mol/L ，γ的单位为mN/m 。) ∵dc
d γ⨯=ΓRT c - ∴
c Γ c/Γ 0.02 0.001325 15.0975 0.04 0.002484 16.10052 0.06 0.003479 17.2463 0.08 0.004309 18.56765 0.1 0.004973 20.10828 0.12 0.005473 21.9277 0.16 0.005976 26.77251 0.2 0.00582 34.36536 0.24
空集0.005003 47.96995
Γ- c 图
c/Γ - c 图
图中直线的斜率k 为137.5785×103 m 3/mol ；
我的狼外婆
∴36-3
/102686.7105785.1371
1m mol k ⨯=⨯==Γ∞ ∴219-23
6-m 10285.210
02.6102686.71
1⨯=⨯⨯⨯=⨯Γ=
∞L A m
>霍顿听见了呼呼的声音
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