氣泡法測定溶液的表面張力實驗-實驗報告-所用儀器南大萬和DMPY-3C表面張力測定實驗裝置

產品型號：DMPY-3C
產品編號：DMPY-3C

表面張力的測定（氣泡法）

一、實驗原理     

毛細管的玻璃管，與液面相切。毛細管中大氣壓為P0。試管中氣壓為P，當打開蠕動泵時，體系壓力P逐漸減小，逐漸把毛細管液面壓至管口，形成氣泡。當氣泡在毛細管口逐漸長大時，其曲率半徑逐漸變小，氣泡達時便會破裂。此時氣泡的曲率半徑最小，即等于毛細管半徑r，氣泡承受的壓力差也△P=P0-P=2γ/r

此壓力差可由壓力計D讀出，故γ =r△P/2

若用同一支毛細管測兩種不同液體，其表面張力分別為γ1、γ₂，壓力計測得壓力差分別為△P1、△P2則：     

γ1/γ2=△P1/△P2

若其中一種液體的γ已知，例如水，則另一種液體的表面張力可由上式求得。

二、儀器和試劑：詳見 /product_view.asp?id=73               

配置：DMPY-3C 型氣泡法表面張力測定教學試驗儀，表面張力專用玻璃，HK-2A型超級恒溫水浴，電腦，打印機，配套使用南京大學應用物理研究所表面張力測定軟件。表面張力測定裝置一套；恒溫水槽一套；洗耳球一個；5ｍL、2ｍL移液管各一支；8個25ｍL容量瓶；無水乙醇，正丁醇，環己烷。約25厘米長、0.2毫米直徑的毛細管；讀數顯微鏡；小試管；25⁰C恒溫槽。毛細管（末端磨平）；稱量瓶。

技術參數：量程：-10kPa- +10 kPa，分辨率：1 Pa ，精確度：0.1%

三、實驗步驟：

（一）氣泡壓力法

1、   將恒溫水槽溫度調至（25±0.1）℃ 。

2、   在已洗凈的表面張力測定管中裝入適量的蒸餾水，使毛細管口與液面恰好相切，注意使測定裝置垂直放置。放入恒溫水槽中約5-8min，然后將其接入系統，檢驗系統不漏氣，膠管內不得有水。打開蠕動泵，使體系減壓。當減至一定程度，即有氣泡逸出，調節蠕動泵速度使氣泡形成的時間不少于5秒。當氣泡剛好脫離管口的瞬間，讀取數字壓力計顯示的值，連續測三次，取其平均值。

3、   用同樣的方法測定無水乙醇，正丁醇，環己烷的表面張力。每次更換溶液時都要用待測液洗滌包細管內壁及試管2-3次。注意保護毛細管口，不要碰損。

四、注意事項：

1、   打開蠕動泵時要求使氣泡盡可能慢的鼓出。

2、   毛細管要求出泡均勻，內徑不可太粗，否則誤差太大。毛細管頭部必須平整光滑，不沾油污，以免出泡不均勻。

3、   測定表面活性劑溶液時，溶液要沿管壁慢慢加入，防止大量氣泡。測定時也應放掉一些氣泡后，才讀出壓力差，不能讓泡沫在液面上過多堆積影響溶液和形成的壓力差。

4、   儀器系統不能漏氣。

5、   毛細管必須干凈，保持垂直，其管口剛好與液面相切．每次測量前用待測液洗滌毛細管，保持毛細管與樣品管所測液濃度一致。

6、   讀取壓力計的壓差時，應取氣泡單個逸出時的壓力差。

7、   用吸耳球洗毛細管時，要打開活塞。

五、數據處理：

   查出實驗溫度下水的表面張力，求出各溶液濃度的表面張力值并列出實驗數據(如下表):實驗溫度t＝25.0^oC,其對應的蒸餾水的表面張力為: σ=71.97×10^-3N/m

六、討論要點——產生誤差的原因

氣泡壓力法：

實驗結果表明，運用單一毛細管插入液面以下一定深度進行溶液表面張力測定，它既能夠克

服氣泡逸出不穩定，難以調節毛細管端面正好與液面相切的缺點，又能保證實驗結果的準確性．具有操作簡單、快速、準確度高等優點．對于物質不同溫度下的表面張力數據的準確獲得，具有較好的推廣應用價值．此外，還可通過某溶液兩溫度時的表面張力，測定另一溫度時溶液的密度

1．   結合本實驗的結果，討論產生誤差的原因．

本實驗產生誤差的原因主要有以下幾個方面

（1）       垂直相切沒調好

（2）       讀高度差時誤差較大

2．   本實驗在測定折射率時，如不恒溫，對實驗結果有何影響?

因折射率與溫度有關，所以如果不恒溫將使得測量不準確。

3．   本實驗裝置及實驗步驟還需如何改進，提出你的看法。

應有自動壓力計來讀取壓力，同時采用計算機程序處理數據。

八、參考文獻：

南京大學出版社：物理化學實驗   復旦大學物化教學實驗   山東大學物化教學實驗

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