按关键词阅读: 报告 实验 最大 泡压法
该公式是拉普拉斯方程的特殊式 , 适用于当弯曲表面刚好为半球形的情况 。
(3)毛细现象毛细现象则是上述弯曲液面下具有附加压力的直接结果 。
假设溶液在毛细管表面完全润湿 , 且液面为半球形 , 则由拉普拉斯方程ps=2/R以及毛细管中升高(或降低)的液柱高度 。
7、所产生的压力Dp = rgh , 通过测量液柱高度即可求出液体的表面张力 。
这就是毛细管上升法测定溶液表面张力的原理 。
此方法要求管壁能被液体完全润湿 , 且液面呈半球形 。
(4)最大泡压法测定溶液的表面张力实际上 , 最大泡压法测定溶液的表面张力是毛细管上升法的一个逆过程 。
其装置图如图2所示 , 将待测表面张力的液体装于表面张力仪中 , 使毛细管的端面与液面相切 , 由于毛细现图2 最大气泡法表面张力测定装置象液面即沿毛细管上升 , 打开抽气瓶的活塞缓缓抽气 , 系统减压 , 毛细管内液面上受到一个比表面张力仪瓶中液面上(即系统)大的压力 , 当此压力差附加压力(pp大气p系统) 在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时 。
8、 , 气泡就从毛细管口脱出 , 此附加压力与表面张力成正比 , 与气泡的曲率半径成反比 , 其关系式为拉普拉斯公式:式中 , p为附加压力;为表面张力 , R为弯曲表面的曲率半径 。
如果毛细管半径很小 , 则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 , 这时曲率半径R和毛细管半径r相等 , 曲率半径达最小值 , 根据上式这时附加压力达最大值 , 气泡形成过程如图17-4所示 。
气泡进一步长大 , R变大 , 附加压力则变小 , 直到气泡逸出 。
根据上式 , R r时的最大附加压力为:(3-59)图3 气泡长大过程对于同一套表面张力仪 , 毛细管半径r , 测压液体密度、重力加速度都 。
9、为定值 , 因此为了数据处理方便 , 将上述因子放在一起 , 用仪器常数K来表示 , 上式简化为:(3-60)式中的仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得 , 通常用纯水来标定 。
(5)溶液中的表面吸附从热力学观点来看 , 液体表面缩小是一个自发过程 , 这是使体系总自由能减小的过程 , 欲使液体产生新的表面A , 就需要对其做功 , 其大小应与A成正比 。
(3-61)如果A为1m2 , 则W=s是在恒温恒压下形成1m2新表面所需的可逆功 , 所以s称为比表面吉布斯自由能 , 其单位为J/m2 。
也可将s看作是作用在界面上每单位长度边缘上的力 , 称为表面张力 , 其单位为N/m2 。
在定温下纯液体的表面张力为定值 , 只能依靠缩小表面积来降低自身的能量 , 因此通 。
10、常见到的小露珠为球 , 此时表面积最小 , 能量最低 。
而对于溶液 , 既可以改变其表面张力 , 也可以减小其面积来降低溶液表面的能量 。
通常以降低溶液表面张力的方法来降低溶液表面的能量 。
当加入某种溶质形成溶液时 , 表面张力发生变化 , 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张力时 , 表面层中溶质的浓度比溶液内部大;反之 , 溶质使溶剂的表面张力升高时 , 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张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程: (3-62)式中 , 为溶质在表层的吸附 。
11、量;为表面张力;c为吸附达到平衡时溶质在溶液中的浓度 。
当0时 , 0称为正吸附;当0时 , 0称为负吸附 。
吉布斯吸附等温式应用范围很广 , 上述形式仅适用于稀溶液 。
引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质 , 被吸附的表面活性物质分子在界面层中的排列 , 决定于它在液层中的浓度 , 这可由下图看出 。
图3中(1)和(2)是不饱和层中分子的排列 , (3)是饱和层分子的排列 。
图4 被吸附分子在界面上的排列当界面上被吸附分子的浓度增大时 , 它的排列方式在改变着 , 最后 , 当浓度足够大时 , 被吸附分子盖住了所有界面的位置 , 形成饱和吸附层 , 分子排列方式如图中(3)所示 。
这样的吸附层是单分子层 , 随着表面活性物质的分子在界面上愈益紧密排列 。

稿源:(未知)
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标题:最大|最大泡压法实验报告( 二 )