溶液表面张力测定 kongcong



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1、 溶溶 液液 表表 面面 张张 力力 的的 测测 定定 物理化学实验室物理化学实验室表面自由能及表面张力表面自由能及表面张力 在体相中,一个分子与其周围的分子相互作用,在体相中,一个分子与其周围的分子相互作用,平均起来看是均衡的。然而,表面分子却受到体相内平均起来看是均衡的。然而,表面分子却受到体相内部分子与表面层外介质分子的不平衡力的作用,因而部分子与表面层外介质分子的不平衡力的作用,因而受到一个垂直于表面而指向体相的净合力,如图所示。受到一个垂直于表面而指向体相的净合力,如图所示。分子在体相内部及表面所受的力分子在体相内部及表面所受的力 我们定义单位长度上沿着表面的切线方向我们定义单位长度
2、上沿着表面的切线方向垂直作用于表面的收缩力为表面张力垂直作用于表面的收缩力为表面张力,单位,单位N/m。 由于在体相中相互作用可使粒子最终具有由于在体相中相互作用可使粒子最终具有一个低的自由能,而界面的形成则消除了这些一个低的自由能,而界面的形成则消除了这些相互作用,从而使得在界面或近界面上粒子自相互作用,从而使得在界面或近界面上粒子自由能增加。这个增加的能量就是由能增加。这个增加的能量就是“表面自由能表面自由能”或更准确地称为或更准确地称为“表面过剩自由能表面过剩自由能”。 表面张力是单位长度上的力,也可认为是表面张力是单位长度上的力,也可认为是单位面积的表面自由能。此二者是等价的。单位面积
3、的表面自由能。此二者是等价的。 测量液体的表面或界面张力有许多方法,但测量液体的表面或界面张力有许多方法,但是方法的选取通常由精度、操作的难易程度及用是方法的选取通常由精度、操作的难易程度及用于数据校正的实用性等方面共同决定的。此外,于数据校正的实用性等方面共同决定的。此外,方法的选取还依赖于液体的性质。纯液体的表面方法的选取还依赖于液体的性质。纯液体的表面达到平衡的速率较快,一般在零点几秒就能完成。达到平衡的速率较快,一般在零点几秒就能完成。对于二元或表面活性物质的稀溶液要达到平衡有对于二元或表面活性物质的稀溶液要达到平衡有时需要几分钟,甚至更长。下面就分别比较几种时需要几分钟,甚至更长。下
4、面就分别比较几种表面张力的测定方法。表面张力的测定方法。表面张力的测量表面张力的测量 表面张力的测量方法及评价表面张力的测量方法及评价表面张力的测表面张力的测定方法定方法评价评价纯液体纯液体溶液溶液静滴法静滴法适合适合适用于具有时间效应的表适用于具有时间效应的表面面/界面界面悬滴法悬滴法适合但会受实验条件的限制适合但会受实验条件的限制毛细管上升法毛细管上升法适合适合接触角不为零则不适合接触角不为零则不适合吊片法吊片法快速、易于操作但容易与空快速、易于操作但容易与空气接触而受影响气接触而受影响准确度高;适用于具有时准确度高;适用于具有时间效应的表面间效应的表面/界面界面吊环法吊环法适合适合不适合