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滴重法研究液体的表面张力

液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数。测量液体的表面张力系数有多种方法,常用的有拉脱法、毛细管法、滴重法等。液体的表面张力系数与其温度有关,溶液的表面张力系数还与其浓度有关,因此研究液体表面张力时还需要考虑这些因素的影响。

本实验要求通过测量液体的表面张力系数,研究不同实验方法之间的差异;研究水的表面张力系数与温度的关系;研究酒精溶液的表面张力系数与浓度的关系。

关于实验原理

  1. 什么是液体的表面张力?什么是液体的表面张力系数?
  2. 已知水分子之间的结合能约为11.3kcal/mol,水分子的平均距离为0.32nm,试估算水的表面张力系数。
  3. 两种不同液体混合后,混合溶液的表面张力系数与混合比例是怎样的关系?试定性地讨论其原因。
  4. 液体的表面张力系数随温度的升高如何变化?试定性分析其原因。

关于实验过程

  1. 什么是“滴重法”?它有什么优缺点?
  2. 在根据管径与液滴质量计算液体表面张力系数时,需要作什么修正?
  3. *液滴形成速度的快慢对实验结果是否有影响?定性画出液滴质量随“滴速”变化的示意图。在实验中如何控制“滴速”?
  • 设计实验,研究盐水的表面张力系数与浓度间的关系。【盐水的最高浓度约5%】
  • 不能与水相溶的液体(如油)与水混合并搅拌均匀后,会形成乳浊液,其表面张力系数与混合比例是何种关系?
  • 25ml 酸式滴定管、铁架台、读数显微镜
  • 电子天平、温度计、量筒、烧杯、试剂瓶、纯净水、酒精等。
  1. 实验方法的研究:
    • 设计实验,研究滴管直径对实验结果的影响。
    • 设计实验,研究滴速对实验结果的影响。
  2. 设计实验,研究酒精溶液的表面张力系数与浓度(体积比)的关系。【注意:酒精与水混合时温度的变化。】
  • 简要叙述本实验的基本原理。
  • 简要介绍实验方法。
  • 记录实验中出现的各种实验现象,对其进行分析、讨论。
  • 实验数据的处理,及对结果的分析、讨论。
  1. 贾玉润、王公治、凌佩玲,大学物理实验,上海:复旦大学出版社,1987
  2. 沈元华、陆申龙,基础物理实验,北京:高等教育出版社,2003
  3. A.W.亚当森著,顾惕人译,表面的物理化学(上册),北京:科学出版社,1984
  4. 顾惕人等,表面化学[M],北京:科学出版社,1994

>请问老师或者其他做这个实验的同学能不能提供一个权威的酒精溶液表面张力系数随浓度的变化关系?我花了很多时间查文献,只找到一个比较可靠的:[doi 10.1007-978-3-540-75508-1_204] Lechner, M.D. – [Landolt-Börnstein - Group IV Physical Chemistry] Supplement to IV16 Volume 24 Surface tension of the mixture (1) water; (2)ethanol但是它的取点是按照酒精摩尔分数等间隔取的,间隔为0.1,在斜率迅速变化的点附近没有大量取点,这样导致插值得到的结果误差很大.其他的一些资料也有这个问题,或者只是通过某一个特定的方法测出来的结果,年代比较早,可信度比较低.因为这个实验如果要探讨一些有价值的东西,对精度的要求可能还是比较高的,如果没有一个比较可信的真实值的话,剩下的分析可能就没有太大意义了. — 董知寰 2015/04/01 15:57

我查了《物理化学手册》和《材料科学手册》,都只有各种纯的有机物液体的表面张力系数,没有水溶液的数据。在《物理化学》教材中多数都提到不同浓度溶液的表面张力的变化,但往往给出的是某一物质的水溶液的表面张力随浓度变化曲线图,而且都是来自某些文献的实验结果。 — Chen Yuanjie 2015/04/07 14:25
谢谢老师!我后来找到了这个:Christian_Wohlfarth,_B._Wohlfarth,_M.D._Lechner P493(不知道怎么传文件:-()这个上面数据点也不多,但是取点的位置取得比较科学,拿来插值一下应该还比较接近的,而且还有不同温度下表面张力数据 — 董知寰 2015/05/15 21:50
简单一点:你可以将文件发给老师,请老师上传。你若有兴趣学习一下怎么上传文件,你可以来找我一次,我给你演示一下。 — 乐永康 2015/05/20 21:40
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  • 最后更改: 2022/05/12 16:35
  • 由 cqbai