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实验十五 最大泡压法测定溶液的表面张力 一、实验目的及要求 通过测定不同浓度的正丁醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量与浓度的关系及吸附量和正丁醇分子的横截面积。

2、了解表面张力的性质，表面能的意义及表张力和吸附的关系。

3、掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。

二、实验原理 表面自由能 物体表面的分子和内部分子所处的境遇不同，表面层的分子受到向内的拉力，所以液体表面都有自动缩小的趋势。

如果把一个分子自内部迁移到表面，就需要对抗拉力而作功，故表面分子的能量比内部分子大。

增加体系的表面，即增加了体系的总能量。

体系产生新的表面（△A）所需耗费功（W）的量，其大小应与△A成比，即：—W=σ△A （15-1） 如果△A=1m2，则-W=σ，即在等温下形成1m2新的表面所需的可逆功。

故σ称为单位表面自由能。

若把σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力，通常称为表面张力，其单位为N·m-1。

它表示表面自动缩小的趋势的大小。

表面张力是液体的重要特性之一，与所处的温度、压力、液体的组成共存的另一相的组成等有关。

纯液体的表面张力通常指该液体与饱和了其自身蒸气的空气共存的情况而言。

2、溶液的表面吸附 纯液体表面的组成与内部的组成相同，因此，溶液降低体系表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。

对于溶液由于溶液会影响表面张力，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。

根据能量最低原则，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度应比溶液内部来得大。

反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比内部的浓度低。

这种表面浓度与溶液内部不同的现象叫“吸附”。

显然，在指定温度和压力下，吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。

Gibbs用热力学的方法推导出它们之间的关系式： （15-2） 式中：Γ为表面吸附量（mol·m-2）；R为气体常数（8.314J·mol-1·K）；c。

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