实验报告：表面张力的测定.doc

实验报告：表面张力的测定一、实验目的1液体表面张力的测定，了解物质体系性质、溶液表面结构、分子间相互作用（特别是表面分子相互作用）,可用来帮助计算等张比容,工业设计中用来帮助估算塔板效率等. 2熟悉表面张力中常用的测定方法:（1）毛细管升高法（2)滴重法.二、实验原理（1）毛细管升高法：当一根洁净的、无油脂的毛细管浸进液体,液体在毛细管内升高到h高度.在平衡时、毛细管中液柱重量与表面张力关系为 式中，为表面张力，g为重力加速度，为液体密度，r为毛细管半径。如果液体对玻璃润湿=0，=1，则。（2）滴重法：当达到平衡时,从外半径为r的毛细管滴下的液体质量，应等于毛细管周边乘以表面张力，即式中：m为液滴质量,r为毛细管外半径,为表面张力，g为重力加速度.事实上，滴下来的仅仅是液滴的一部分。因此，式中给出的仅仅是理想液滴。经实验证明,滴下来的液滴大小是V/的函数,即有f（V/)所决定（其中V是液滴体积）所以式子可变为或其中F称为校正因子。三、实验仪器毛细管升高法：约25cm长、0。2mm直径的毛细管毛细管，读数显微镜,小试管,25C恒温槽.滴重法：毛细管(末端磨平)，称量瓶，读数显微镜。四、实验步骤毛细管升高法：1、将毛细管洗净、干燥,于小试管中倾入蒸馏水，按图装好.2、用吸耳球在X管处慢慢地将空气吹入试管中，待毛细管中液体升高后，停止吹气并使试管内外压力相等。待液体回到平衡位置，用度数显微镜测量其高度h.测定完毕后从X管吸气，降低毛细管内液面,停止吸气并使管内外压力相等，恢复到平衡位置测量高度.如果毛细管洁净，则两次测量的高度应相等，否则应清洗毛细管。3、测定毛细管内径。将毛细管插入高锰酸钾溶液后，洗净毛细管外层，用读数显微镜测量毛细管的内径.4、用密度计测量高锰酸钾的密度.滴重法：1、按图二装好仪器,把待测液体充满毛细管,并调节液位使液滴按一定时间间隔滴下.在保证液滴不受震动的条件下用称量瓶搜集30滴，用电子分析天平称重.2、用游标卡尺测量毛细管的外径。3、从液滴重量及液体密度计算滴下液滴体积.然后求出v/r3数值，从表中查出校正因子F数值。根据式子求出表面张力.五、数据记录毛细管升高法：升高高度h/cm5。67 5.67溶液密度/(g/)0。9981内径r/mm0.654（读数显微镜) 0。220（用水测定毛细管升高h，计算所得)滴重法:液体+瓶质量m1/g26.1130瓶质量m2/g22.8806外径r/mm7。64六、数据处理毛细管升高法：滴重法：七、误差分析一1。用毛细管升高法测升高的高度时,精确度不好,因为液面的选取比较困难,误差有几个毫米至多，而且由于是隔着观测，读数的准确度也降低了.2。由于内径用读数显微镜，由于光学仪器往往使用起来较困难,而且由于固定毛细管的是泡沫，容易变形，即导致读数显微镜容易发生扭曲，而改变显微镜中的读数，造成误差。3。毛细管内不干净，造成误差。4。毛细管用洗液灌洗后为用去离子水冲干净，有部分洗液依附于管壁。5。管内水柱未完全静止就测量。6。测量水柱高度仪器精度不足,实验者读数时未使液面对准直尺0刻度。7.测量毛细管内半径时,读数和对显微镜调焦不准确，调焦后未使管壁清晰可见。8.对于滴重法要求没有震动,但在实验过程中很难保证。9。用游标尺测量毛细管外径时，读数不准.二思考题1。如何调节读数显微镜？答：使显微镜镜筒位于标尺中部；用合适的光源照明被测物,调节照明方向,使视场明亮;调节目镜，使十字叉丝清晰；调节镜筒的工作距离（调焦），使像清晰并要消除视差.2毛细管中水面为什么能上升?如果将毛细管插入盛有水银的器皿中，水银液面是否上升？答：通过洗耳球对毛细管吹气，使毛细管中的空气排出，拿去洗耳球后，毛细管内压强减少到小于大气压，水就被压上毛细管，又由于水的表面张力的存在,到一定高度水就下不来。若是水银就不会上升，因为水银不润湿毛细管壁液面不升反降。3使用毛细管前为什么要用洗液灌洗？答：毛细管结构精细，任何小杂质都有可能堵塞毛细管或依附在管壁上使管壁不光洁，从而使测量得到的数据不准确。