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实验十一
最大气泡法测定溶液的表面张åŠ?/p>
11.1
实验目的
11.1.1
测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力,
计算表面吸附量和正丁醇分子的æ¨?/p>
截面积;
11.1.2
了解表面张力的性质,表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系;
11.1.3
掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术ã€?/p>
11.2
实验原理
11.2.1
表面自由èƒ?/p>
物体表面分子和内部分子所处的境遇不同,表面分子受到向内的拉力,所ä»?/p>
液体表面都有自动缩小趋势。如果把一个分子由内部迁移到表面,就需要对抗拉
力而做功。在温度、压力和组成恒定时,可逆地使表面增åŠ?/p>
d
A
所需做的功,叫表
面功,可表示为:
-
δ
W
�/p>
=
σ
dA
(11.1)
式中ï¼?/p>
σ
为比例常数ã€?/p>
σ
在数值上等于å½?/p>
T
�/p>
p
和组成恒定的条件下增加单位表面积时所必须对体ç³?/p>
做的可逆非膨胀功,也可以说是每增加单位表面积时体系自由能的增加值。环å¢?/p>
对体系作的表面功转变为表面层分子比内部分子多余的自由能ã€?/p>
因此ï¼?/p>
σ
称为表面
自由能,其单位是
J
·
m
-2
。若æŠ?/p>
σ
看作为作用于每单位长度边缘上的力,通常称为
表面张力ã€?/p>
从另外一方面考虑表面现象ï¼?/p>
特别是观察气液界面的一些现象,可以觉察åˆ?/p>
表面上处处存在着一种张力,它力图缩小表面积,此力称为表面张力,其单位是
N
·
m
-1
。表面张力是液体的搬弄是重要特性之一。与所处的温度、压力、浓度以å�?
共存的另一相的组成有关。纯液体的表面张力通常是指该液体与饱和了其本身è’?/p>
气的空气共存的情况而言ã€?/p>
11.2.2
溶液的表面吸é™?/p>
纯液体表面层的组成与内部组成层相同,因此,液体降低体系表面自由能çš?/p>
唯一途径是尽可能缩小其表面积。对于溶液则由于溶质会影响表面张力,因此å�?/p>
以调节溶质在表面的浓度来降低表面自由能ã€?/p>