气泡法测定溶液的表面张力实验-实验报告-所用仪器南大万和DMPY-3C 表面张力测定实验装置

产品型号：DMPY-3C
产品编号：DMPY-3C

表面张力的测定（气泡法）

一、实验原理     

毛细管的玻璃管，与液面相切。毛细管中大气压为P0。试管中气压为P，当打开蠕动泵时，体系压力P逐渐减小，逐渐把毛细管液面压至管口，形成气泡。当气泡在毛细管口逐渐长大时，其曲率半径逐渐变小，气泡达时便会破裂。此时气泡的曲率半径最小，即等于毛细管半径r，气泡承受的压力差也△P=P0-P=2γ/r

此压力差可由压力计D读出，故γ =r△P/2

若用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力分别为γ1、γ₂，压力计测得压力差分别为△P1、△P2则：     

γ1/γ2=△P1/△P2

若其中一种液体的γ已知，例如水，则另一种液体的表面张力可由上式求得。

二、仪器和试剂：详见 /product_view.asp?id=73               

配置：DMPY-3C 型气泡法表面张力测定教学试验仪，表面张力专用玻璃，HK-2A型超级恒温水浴，电脑，打印机，配套使用南京大学应用物理研究所表面张力测定软件。表面张力测定装置一套；恒温水槽一套；洗耳球一个；5ｍL、2ｍL移液管各一支；8个25ｍL容量瓶；无水乙醇，正丁醇，环己烷。约25厘米长、0.2毫米直径的毛细管；读数显微镜；小试管；25⁰C恒温槽。毛细管（末端磨平）；称量瓶。

技术参数：量程：-10kPa- +10 kPa，分辨率：1 Pa ，精确度：0.1%

三、实验步骤：

（一）气泡压力法

1、   将恒温水槽温度调至（25±0.1）℃ 。

2、   在已洗净的表面张力测定管中装入适量的蒸馏水，使毛细管口与液面恰好相切，注意使测定装置垂直放置。放入恒温水槽中约5-8min，然后将其接入系统，检验系统不漏气，胶管内不得有水。打开蠕动泵，使体系减压。当减至一定程度，即有气泡逸出，调节蠕动泵速度使气泡形成的时间不少于5秒。当气泡刚好脱离管口的瞬间，读取数字压力计显示的值，连续测三次，取其平均值。

3、   用同样的方法测定无水乙醇，正丁醇，环己烷的表面张力。每次更换溶液时都要用待测液洗涤包细管内壁及试管2-3次。注意保护毛细管口，不要碰损。

四、注意事项：

1、   打开蠕动泵时要求使气泡尽可能慢的鼓出。

2、   毛细管要求出泡均匀，内径不可太粗，否则误差太大。毛细管头部必须平整光滑，不沾油污，以免出泡不均匀。

3、   测定表面活性剂溶液时，溶液要沿管壁慢慢加入，防止大量气泡。测定时也应放掉一些气泡后，才读出压力差，不能让泡沫在液面上过多堆积影响溶液和形成的压力差。

4、   仪器系统不能漏气。

5、   毛细管必须干净，保持垂直，其管口刚好与液面相切．每次测量前用待测液洗涤毛细管，保持毛细管与样品管所测液浓度一致。

6、   读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的压力差。

7、   用吸耳球洗毛细管时，要打开活塞。

五、数据处理：

   查出实验温度下水的表面张力，求出各溶液浓度的表面张力值并列出实验数据(如下表):实验温度t＝25.0^oC,其对应的蒸馏水的表面张力为: σ=71.97×10^-3N/m

六、讨论要点——产生误差的原因

气泡压力法：

实验结果表明，运用单一毛细管插入液面以下一定深度进行溶液表面张力测定，它既能够克

服气泡逸出不稳定，难以调节毛细管端面正好与液面相切的缺点，又能保证实验结果的准确性．具有操作简单、快速、准确度高等优点．对于物质不同温度下的表面张力数据的准确获得，具有较好的推广应用价值．此外，还可通过某溶液两温度时的表面张力，测定另一温度时溶液的密度

1．   结合本实验的结果，讨论产生误差的原因．

本实验产生误差的原因主要有以下几个方面

（1）       垂直相切没调好

（2）       读高度差时误差较大

2．   本实验在测定折射率时，如不恒温，对实验结果有何影响?

因折射率与温度有关，所以如果不恒温将使得测量不准确。

3．   本实验装置及实验步骤还需如何改进，提出你的看法。

应有自动压力计来读取压力，同时采用计算机程序处理数据。

八、参考文献：

南京大学出版社：物理化学实验   复旦大学物化教学实验   山东大学物化教学实验

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