实验四 溶液的吸附作用和液体表面张力的测定

实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期一、实验目的1.了解表面张力的性质，表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。

2.掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。

二、实验原理1．Γ＝﹣c／RT×（dσ／d c）T（以σ~c作图→以求出Γ）2．Γ＝Γ∞×Kc／（1+Kc）c／Γ＝c／Γ∞＋1／KΓ∞（以c／Γ~c作图→以求出Γ∞）3.S。

＝1／Γ∞N A (以求出S。

)4.σ＝K×ΔP三、注意事项1.测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过，而使压差计不稳定，如发生此种现象，毛细管应重洗。

2.毛细管一定要保持垂直，管口刚好插到与液面接触。

3. 在数字式微压差测量仪上，应读出气泡单个逸出时的最大压力差。

四、 数据记录五、 数据处理1．在25℃时σH2O ＝71.97×10﹣3N ／m ΔP ＝366Pa ∴仪器常数K为∶K ＝H2OPσ∆＝371.9710N m 366Pa⨯﹣／＝1.97×10﹣42． 由σ＝K ·P ∆得∶3.溶液的表面张力σ与浓度c 的关系曲线4.可求出各点的切线斜率（dσ）T ﹐还可根据Γ＝﹣c（d σ）T 5．Γ与c 的关系图6．直线斜率为 9.8×104 L ／（m ·mol ）1∞Γ＝9.8×104 m 2／mol ∴Γ∞＝1.02×10﹣5mol ／m 2 7．S 0＝·1N∞Γ＝1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差？ 答∶若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定，亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，不易观察出其最高点而引起的较大的误差。

2.哪些因素影响表面张力测定结果？如何减小以致消除这些实验的影响？答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。

实验中的吸附作用表面张力的测定表面张力测定实验报告实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期2011.9.14 一、实验目的1. 了解表面张力的性质，表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。

2. 掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。

二、实验原理1．Γ＝﹣c／RT×（dσ／dc）T （以σ~c作图→以求出Γ）2．Γ＝Γ∞×Kc／（1+Kc）c／Γ＝c／Γ∞＋1／KΓ求出Γ∞）3. S。

＝1／Γ∞N A (以求出S。

)4. σ＝K×ΔP 三、注意事项1. 测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过，而使压差计不稳定，如发生此种现象，毛细管应重洗。

2. 毛细管一定要保持垂直，管口刚好插到与液面接触。

∞（以c／Γ~c作图→以3. 在数字式微压差测量仪上，应读出气泡单个逸出时的最大压力差。

四、数据记录五、数据处理1．在25℃时σ3＝71.97×10N／m ΔP＝366Pa H2O﹣∴仪器常数K为∶K＝2．由σ＝K· P得∶H2OP＝71.97 10N／m366Pa﹣3＝1.97×10﹣43.溶液的表面张力σ与浓度c的关系曲线4.可求出各点的切线斜率（d）T﹐还可根据Γ＝﹣c（d）T5．c与c的关系图6．直线斜率为9.8×104 L／（m·mol）1＝9.8×104m2／mol﹣∴Γ∞＝1.02×105mol／m27．S0＝1 ·N＝1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差？答∶若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定，亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，不易观察出其最高点而引起的较大的误差。

2.哪些因素影响表面张力测定结果？如何减小以致消除这些实验的影响？答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。

液体的表面张力实验液体的表面张力是指液体表面上存在的一个力所导致的液体呈现出类似膜状的特性。

详细的说，就是液体表面上的分子间存在一种相互吸引力，而这种吸引力导致了表面上的液体分子比内部的分子更加紧密地排列。

实验可以通过观察液体的吸附现象和测量液体的膜厚来验证表面张力。

首先，为了观察液体的表面张力效应，我们可以进行一个简单的实验。

我们需要准备一个托盘，并在托盘中装满水。

接下来，我们将慢慢地向水中滴入一滴液体肥皂。

观察到，液体肥皂滴落到水中后，会形成一个小小的球状结构，而不会立即将液体肥皂完全溶解。

这个现象是由于液体肥皂分子在水中形成了一个类似膜状的结构导致的。

液体肥皂分子是由一个带有亲水基团（即与水相互作用较好的基团）和一个疏水基团（即与水相互作用较差的基团）组成的。

当液体肥皂进入水中时，由于水分子与亲水基团呈现相互作用，使得液体肥皂分子在水面上排列较为紧密，形成了一个薄薄的肥皂膜。

由于表面张力的作用，这个薄膜会在一定程度上保持完整，形成球状结构。

接下来，我们可以通过测量液体的膜厚来验证液体的表面张力。

我们需要准备一个容器，并将一定量的液体倒入容器中。

然后，我们将液体表面置于一个特定高度的支撑物上。

通过测量液体的膜高度，我们能够得到液体的膜厚度。

通过分析液体的膜厚度，我们可以推算出液体的表面张力。

根据Young-Laplace方程，液体膜的表面张力与膜厚之间存在着特定的关系。

实验中，我们可以通过改变液体的种类或浓度、改变液体的温度等方法，来研究液体的表面张力和这些条件之间的关系。

液体的表面张力实验不仅仅是理论探索，还具有一定的应用价值。

比如，在农药和医药研发中，通过测量液体的表面张力，可以判断其在草地或皮肤表面的渗透性以及其对用药效果的影响。

此外，在纺织和印刷行业，研究液体的表面张力可以帮助我们更好地了解液体和纤维材料的相互作用过程，从而提高生产效率和产品质量。

总的来说，液体的表面张力实验是一个非常有趣和富有挑战性的实验。

溶液中的吸附作用和表面张力的测定PB09206xxxAbstract:This Experiment is designed to measure the surface tension of a series of butyl alcohol solutions with different concentration by maximum bubble pressure method. The molecular section area of butyl alcohol can be calculated with the help of Langmuir isothemal equation.关键词：溶液中的吸附作用最大气泡压力法表面张力的测定一、前言表面活性剂在催化、去污、乳化、润湿、起泡以及选矿等工业及日常生活中应用极其广泛，研究这些物质的表面效应具有十分重要的应用价值。

表面张力是重要的物理化学参数，是研究表面压、表面吸附量、分子横截面积等表面效应的基础。

关于表面张力的测定，常见的方法有毛细上升法，环法，吊片法，最大气泡压力法等方法，其中最大泡压法对仪器的要求比较低，精度相对对较高，是测量液体表面张力的一种常见方法。

1二、实验部分1.毛细管常数的测定.按照实验装置示意图，将清洗干净的仪器连接组装好，打开恒温水浴（万和HK-2A超级恒温槽）使仪器稳定在25oC的状态。

取一支毛细管，检查确认没有破损后用铬酸洗液和蒸馏水反复清洗。

毛细管洁净与否将是本实验能否成功的关键。

如果毛细管没有清洗干净将导致实验中无法形成均匀稳定的气泡，影响最终的实验结果。

向洗净的分液漏斗中注入适量的蒸馏水，打开数字式微压差测量仪（DMP-2B），对压强进行校零，将装有毛细管的橡胶塞安装到分液漏斗上，且保证体系有良好的气密性。

打开分液漏斗的活塞，使漏斗内的液面下降至恰好与毛细管口相切，此时压差计的示数为负值或为在零附近的正值，压差计实数过大的话说明体系的密封性存在问题。

五.数据记录及处理室温：21.5℃ 大气压：99.75kPa 恒温槽温度：25℃ 25℃时σH 2O ：71.97*10-3N.m -1 ΔPH2O ：716Pa 毛细管常数K ：0.1005*10-3N.m -1.Pa -1 1)记录数据表格：样品电导水 123456780.020.040.060.080.100.120.160.20最大压力差/P a1 720 686 622 570 526 494 454 429 394 2 712 685 622 569 529 489 457 430 393 3 716692 619 571 528 497 457 426 396平 均 716687.7 621 570 527.7 493.3 456 428.3 394.3表面张力σ（N.m-1） 0.071970.06911 0.06241 0.05729 0.05303 0.04958 0.04583 0.04304 0.039632）作σ~C 曲线，得出曲线方程，求导可得一解析式，利用该式可求出不同浓度时正丁醇水溶液的σ。

二次多项式拟合结果[2013/6/3 14:36 "/Graph1" (2456446)] Polynomial Regression for DATA1_B: Y = A + B1*X + B2*X^2Parameter Value Error ------------------------------------------------------A 0.07497 8.41023E-4 B1 -0.33756 0.01799 B2 0.81809 0.07979 ------------------------------------------------------- R-Square(COD) SD N P ------------------------------------------------------- 0.99657 6.9579E-4 8 <0.0001 -------------------------------------------------------∴σ=0.07497-0.33756C+0.81809C 2 ∴d σ/dC=1.63618C-0.33756再由计算可得下表：正丁醇浓度C（mol.dm-3）dσ/dC Γ（mol.m2）C/Γ（m2/L) 0.02 -0.304836 2.4587*10-6 8134.37990.04 -0.272112 4.3895*10-6 9112.65510.06 -0.239389 5.7925*10-6 10358.2210.08 -0.206665 6.6676*10-6 11998.3200.1 -0.173942 7.0148*10-6 14255.5730.12 -0.141218 6.8341*10-6 17559.0050.16 -0.075771 4.8891*10-6 32725.8590.2 -0.010324 0.8327*10-6 240182.53 3）作Γ~C图，如下：4）作C/Γ~C图，如下（除去坏点）：由上图的直线斜率得：1/Γ∞=161247.62781 即Γ∞=6.20*10-6mol.m-2S0=1/(Γ∞*Ñ）=2.68*10-19m2δ=Γ∞M/ρ=6.20*10-6*74.14/0.8109=5.67*10-4六.思考题1)温度和压强的变化对测定结果有何影响？答：温度的变化对结果会有很大影响，表面张力是分子性质，而温度会影响分子的热运动动能。

【DOC】溶液中的吸附作用和表面张力的测定
吸附作用是指一种物质在表面上形成的极小的颗粒，其主要来源于溶质与固体接触表面之间的力学或化学作用。

它可以增强溶质与固体之间的相互作用强度，从而影响溶质的活性和溶液的物理性质。

由于这种作用，溶液表面生成一个新的“界面”，使原有一种溶液有千变万化的表现。

表面张力是指液体表面承受的力，是液体自身有限的张力表现出来的参数。

它是影响液体流变性能的关键因素之一，也是液体的重要性质之一。

此外，表面张力也影响着液体表面的其他性质，比如：表面活性剂的吸附与混溶能力、表面污染物的吸附能力、溶质的极性和分散性等等。

因此，测定溶质中的吸附作用及溶液表面张力非常重要。

常见的测定溶质中的吸附作用的方法有实验检测和模型预测两种，它们之间相关度很高，能够综合考察不同溶质的吸附作用及其机理。

一般而言，实验检测是介观检测性质，比如：液体表面张力等，而模型预测则可以从微观角度反映溶质之间的相互作用，并能够深入分析吸附作用及其机理。

通常，液体表面张力的测定可以采用传统的实验检测方法，例如：气液界面法、粘度计等。

以气液界面法为例，通过测量小液滴的重量就可以计算出液体表面张力。

其他方法如粘度计测定、机械张力法、上清法等也是测量液体表面张力的常用方法之一；而扫描电镜等技术可以分析吸附过程中液体表面的构型，从而加深对溶质吸附的认知。

本文从实验检测和模型预测的角度讨论了溶质中的吸附作用及表面张力测定的方法与技术，从而为进一步研究和应用提供借鉴与参考。

液体表面张力的测定实验报告指导老师：实验时间：姓名：专业：无机学号：实验目的1、掌握最大泡压法测定液体表面张力的方法，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。

实验原理液体表面缩小是一个自发过程，欲使液体产生新的表面∆A，就需要对其做功，其大小与∆A有关-W,=σ∆Aσ为表面张力，是作用在界面上每单位长度边缘上的力。

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，稀溶液中，溶质在表层中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吸附等温式Γ=−cRT (dσdc)T能使溶剂表面张力显著降低的物质称为表面活性剂，他们在溶液表面的排列情况，决定于它在液层中的浓度。

随着表面活性物质的分子在界面上排列愈加紧密，此界面的表面张力逐渐减小。

恒温下绘制曲线σ=f(c),利用图解法进行计算，以Z表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离，则有(dσdc )T=-ZcZ=-c(dσdc)T Γ=−cRT(dσdc)T=ZRT2、最大泡压法测定表面张力将待测表面张力的液体装于表面张力仪中，会产生压力差∆P，液面沿毛细管上升。

打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，毛细管内液面受到一个使待测液面上升的压力，当次压力差P大气- P系统在毛细管端面上产生的作用力稍大于∆P时，气泡就从毛细管口脱出。

此时⁄∆P=2σR本实验采用压气鼓泡法鼓泡。

当曲率半径R和毛细管半径r相等时，曲率半径达最小值，最大附加压力为：=2σr⁄∆P最大为一常数，用k表示。

则有对于同一毛细管，其r2σ=k ∆P最大k值可由实验测得 k= k(水) ∆P（水）最大仪器与试剂表面张力教学实验仪（DMPY-2C）1台、表面张力管1支、鼓泡毛细管1支、滴液漏斗1个、10ml移液管1支、5ml刻度移液管1支、250ml容量瓶1个、50ml容量瓶9个、50ml碱式滴定管1支、洗耳球1个、恒温水浴1套正丁醇、铬酸洗液、蒸馏水实验步骤1、用铬酸洗液清洗毛细管和玻璃仪器，记录实验室温度。

溶液中的吸附作用和表面张力的测定溶液中的吸附作用和表面张力的测定——最大气泡压力法【摘要】本实验采用最大气泡压力法测定了一系列不同浓度的正丁醇溶液的表面张力，并根据Gibbs吸附公式和Langmuir等温方程式的到了表面张力与溶液吸附作用的关系，用作图法求出了正丁醇分子横截面积，从实验上进一步了解表面张力的性质以及表面张力和吸附的关系，并得到了一个测量表面张力的简单有效而又精确的方法。

【关键词】最大气泡法表面张力吸附作用一、前言正丁醇是一种表面活性物质，可以使溶液表面张力下降。

利用最大气泡压力法，可以测量出正丁醇溶液的表面张力。

根据表面张力与气泡压力的关系，由σ-c曲线可以求出溶液界面上的吸附量和单个正丁醇分子的横截面积（S）。

1、物体表面的分子和内部分子能量也不同，表面层的分子受到向内的拉力，有自动缩小的趋势，表面分子的能量比内部分子大。

体系产生新的表面（∆A）所需耗费功（W）的量，其大小应与∆A成正比。

在等温下形成1m2新的表面所需的可逆功为σ，称为单位表面的表面能，其单位为N·m-1，通常称为表面张力。

2、纯液体情形下，表面层的组成与内部的组成相同，因此液体降低体系表面自由能的途径是缩小其表面积。

对于溶液，溶质会影响表面张力，调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。

根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，表面层中溶质的浓度应比溶液内部大。

反之同理 。

这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。

Gibbs 用热力学的方法推导出吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度间的关系式Γ ＝T c RT c ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂σ 当()∂σ∂c T <0时，Γ >0，称为正吸附。

反之，()∂σ∂cT >0时，Γ <0，称为负吸附。

正丁醇溶液浓度极小时，溶质分子平躺在溶液表面上，当浓度增加到一定程度时，被吸附了的表面活性物质分子占据了所有表面形成了单分子的饱和吸附层。

实验十二溶液中的吸附作用和表面张力的测定摘要：本实验采用最大气泡压力法测定了液体表面张力，通过对不同浓度下正丙醇溶液的表面张力研究其和浓度之间的关系。

初步探讨了表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附作用的关系。

关键词：吸附作用、表面张力、最大气泡法The measurement of the adsorption effect andsurface tensionAbstract：In this experiment, according to Gibbs formula and Langmuir equal-temperature equation, we apply the biggest bladder pressure method to research the relationship between the amount of absorption and the consistency of a substance in the solution besides the surface tension. The phenomenon show that the consistency of a substance in the surface of the solution is different from that inside is called absorption.Keyword：Surface tension, The biggest bubble pressure method, Absorption effect1. 序言物体表面的分子和内部的分子所处的境况不同，因此能量也不同，表面张力就是内部分子对表面分子的作用力，它是液体的重要属性之一，与所处的温度、压力、液体的组成共存的另一面的组成等因素都有关。

对于溶液，由于溶质会影响表面张力，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。

学院：理学院班级：应用化学0901班学号：090370102 姓名：刘强实验四溶液的吸附作用和液体表面张力的测定一、实验目的1．用最大泡压法测定不同浓度的表面活性物质（正丁醇）溶液在一定温度下的表面张力；2．应用Gibbs和Langmuir吸附方程式进行精确作图和图解微分，计算不同浓度正丁醇溶液的表面吸附量和正丁醇分子截面积，以加深对溶液吸附理论的理解；3．掌握作图法的要点，提高作图水平。

二、基本原理T一定，溶液表面吸附量Γγ测定，毛细管半径r，其抛压出时受到向下压力∏r2P,最大时离开管口：P max=P外-P系。

测Pmax气泡在管口受到的表面张力：2∏r*γγ=rPmax用同C溶液γ1/γ2=Pmax1/Pmax2所以：γ1=（γ2/Pmax2）Pmax1=KPmax1求常数K。

对于单分子吸附，其吸附量Γ与浓度c之间的关系可用等温吸附方程表示，即：式中Гm为饱和吸附量，a为吸附平衡常数。

将此式两边取倒数可整理成线性方程：在饱和吸附时，每个被吸附分子在表面上所占的面积，即分子的截面积S为：三、仪器与试剂表面张力仪1套；恒温槽1台；1ml移液管1个；烧杯(250ml) 1个；100ml容量瓶1个；50ml容量瓶5个；正丁醇(二级.)；去离子水.四、实验步骤3．仪器系数的测定。

先用少量丙酮清洗毛细管3，再用蒸馏水仔细清洗样品管2和毛细管3，然后加入适量蒸馏水。

在减压管1中装满水，压力计5中注入适量的水，在活塞8打开的情况下，调节活塞6使毛细管端面与液面相切。

关闭活塞8，打开活塞7使体系减压，当毛细管口逸出气泡时，调节活塞7使液滴缓慢滴下，读出数字式微压差测量仪最大数值。

再更换样品重复测定两次，取平均值。

已知25o C水的表面张力＝0.07197 N.m-1，计算仪器系数K。

4．乙醇溶液表面张力的测定。

取3％的乙醇溶液（一号样品）洗净样品管和毛细管，然后加入适量溶液，待恒温后，按上述操作步骤测定Δh 。