DOC《实验十 最大泡压法测定溶液表面张力》

实验十 最大泡压法测定溶液表面张力

一、实验目的

1、熟悉用最大泡压法测定表面张力的原理和方法.

2、了解一定温度下浓度对表面张力的影响.

3、掌握利用吉布斯吸附方程计算吸附量与浓度的方法.

二、实验原理 表面张力是物质的一种特性,对液体尤为显著和重要.从热力学观点看,液体表面缩小为一自发过程,是体系总吉布斯自由能减少的过程.如欲使液体产生新的表面积,就需消耗一定量的功,其大小与成正比:,而等温、等压下,如果,则,表面在等温下形成的新表面所需的可逆功,即为吉布斯自由能的增加,故亦叫比表面吉布斯自由能.其单位习惯上多用表示.从物理学角度来看,是作用在单位长度界面上的力,故亦称表面张力,其单位习惯上用表示. 表面张力的产生是由表面分子受力不均匀引起的,当一种物质掺入后,对某些液体(包括内部和表面)及固体的表面结构会带来强烈的影响,则必然引起表面张力,即比表面吉布斯自由能的改变.根据吉布斯自由能最小原理,溶质能降低液体(溶剂)的表面吉布斯自由能时,表面层溶质的浓度比内部大;

若使表面吉布斯自由能增加,则溶质在表面的浓度比内部小.这两种现象都叫溶液的表面吸附,显然在指定温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的表面张力和溶液的浓度有关.从热力学方法可导出它们之间的关系式,即吉布斯(Gibbs)等温吸附方程式 (1) 式中: ――吸附量 ――比表面吉布斯自由能() ――绝对温度 ――溶液浓度 ――气体常数 当0,称为正吸附;

当>0时,