1、“液体表面张力系数测定仪”实验报告如下:【实验目的】(1) 掌握力敏传感器的原理和方法。(2) 了解液体表面的性质,测定液体表面张力系数。【实验原理】液体具有尽量缩小其表面的趋势,好像液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。这种沿着表面的、收缩液面的力称之为表面张力。
2、测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
3、测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力,求得该液体表面张力系数的实验方法,若金属片为环状吊片时,考虑一级近似,可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长,即 F=α·π(D1十D2。
4、清洗实验器材:用去离子水和无灰纸擦拭干净实验器材。(2)准备试样:选取需要测定表面张力系数的液体,并将其倒入干燥且干净的容器中。测定降低表面张力法(垂直法)(1)将一根细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中。(2)将棒缓慢地升起,观察并记录液体在棒与液交界处形成的凹陷区域大小。
5、液体表面张力系数测定数据是:液体具有尽量缩小其表面的趋势,我们把这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。利用它能够说明物质处于液态时所特有的许多现象,如泡沫的形成、润湿和毛细现象等。工业上浮选技术和液体传输技术等都必须对表面张力进行研究。
打开仪器的电源开关,将整机预热15分钟以上,才可对力敏传感器定标。(2)将砝码盘挂在硅压阻力敏传感器的钩上,在加砝码前应首先对仪器调零,调节液体表面张力系数测定仪调零旋钮,使数字电压表显示为零。
力敏传感器测量液体表面张力系数的方法如下:准备工具和材料:力敏传感器、液体表面张力系数测定仪、游标卡尺、金属圆环、待测液体(如水、乙醇和不同浓度的蔗糖水溶液等)。测量金属圆环的内、外直径,记录数据。清洗玻璃器皿和吊环。在玻璃器皿内放人被测液体,并将玻璃器皿安放在升降台上。
方法如下所示:公式:F=kL,其中F是液体表面张力(可由实验测定),k是表面张力系数,L是液面的周界(或截线),表面张力系数在数值上等于液面上作用在每单位长度截线(或周界)上的表面张力。
在传感器挂钩下挂一个小托盘,然后调零(目前一般使用硅扩散电阻非平衡电桥和数字电压表组成传感器,灵敏度较高,故调零好后数字可能有跳动,需反复调整)。
动力法是一种通过测量液体表面振动的频率和振幅来计算液体表面张力系数的方法。在实验装置中,动力法通常采用射流法或振荡法实现。射流法:实验装置包括一个高速射流喷嘴和一个悬挂液滴的细玻璃管。
测定液体表面张力系数时.先要测定焦利氏秤的倔强系数k。
最大泡压法测定溶液表面张力:最大泡压法是一种测定溶液表面张力的方法,溶液的表面张力 σ是强度因子,是物质的重要特性之一,在一定的温度和压力下有一定的数值。测定表面张力的方法有多种,在科研和教学上常采用的有:毛细管上升法 、最大泡压法 、滴重或滴体积法 、拉脱法等。
最大泡压法是一种测定溶液表面张力的方法,溶液的表面张力σ是强度因子,是物质的重要特性之一,在一定的温度和压力下有一定的数值。测定表面张力的方法有多种,在科研和教学上常采用的有:毛细管上升法、最大泡压法、滴重或滴体积法、拉脱法等。
本实验用气泡最大压力法测定溶液的表面张力,其仪器装置如图: 恒温套管;2)毛细管(r在0.15~0.2mm);3)U型压力计(内装水);4)分液漏斗;5)吸滤瓶;6)连接橡皮管。 Δp=2γ/R (4) 式中,Δp为附加压力;γ为表面张力;R为气泡的曲率半径。
掌握用最大气泡压法测定表面张力的原理和技术。测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
用吉布斯公式(Gibbs)表示:图20-2 最大气泡法表面张力测定装置式中: 为表面吸附量(mol.m-2),σ为表面张力(J.m-2)。 表示在一定温度下表面张力随浓度的改变率。即:0,Г0,溶质能降低溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度,称为正吸附作用。
悬滴法:适用于界面张力和表面张力的测量。也可以在非常高的压力和温度下进行测量。测量液滴的几何形状。最大气泡法:非常适用于测量表面张力随时间的变化。测量气泡最高的压力。滴体积法:非常适用于动态地测量界面张力。测量的值是一定体积的液体分成的液滴数量。
首先,用天平称取质量为m的蒸馏水装入烧杯中。接着,用移液管取质量分数为c的NaCl溶液的质量为m,并加入烧杯中。其次,用搅拌器搅拌溶液,并用注射器取10ml溶液。然后,将注射器中的溶液缓慢注入拉脱式力传感器上,并记录实验数据。最后,根据公式计算出溶液的表面张力系数。
如何测定表面张力系数如下:测定液体表面力系数的方法有: 拉脱法、毛细管法、最大气泡压力法等。