鍍液表面張力

1、鍍液表面張力的測(cè)定 表面張力為液體限制其表面及力圖使它收縮的單位直線長(zhǎng)度上所作用的力，其單位是。液體的表面張力與溫度、溶液組成等因素有關(guān)。鍍液中加入不同組分和表面活性劑，能夠較大程度上改變?nèi)芤旱谋砻鎻埩?。在電鍍過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)表面張力的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍍液中表面活性劑和部分組分的控制。測(cè)定表面張力的方法有多種，其中應(yīng)用最多的是靜力學(xué)方法中的最大氣泡法和扭力計(jì)測(cè)定法。表面張力測(cè)定裝置（最大氣泡法） 其中A為表面張力儀，其中間得餓玻璃管下一端直徑為0.2mm0.5mm的毛細(xì)管，B為充滿(mǎn)水的抽氣瓶，C為微壓力計(jì)。 待測(cè)表面張力的液體裝于表面張力儀中，使F管的端面與液面相切，液面即沿毛細(xì)管上升，打開(kāi)抽氣

2、瓶的活塞緩緩抽氣，毛細(xì)血內(nèi)液面上受到一個(gè)比A瓶中液面上大的壓力，當(dāng)此壓力差在毛細(xì)血管面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)血管口液面的表面張力時(shí)，氣泡就從毛細(xì)管口脫出。此時(shí)的壓力差最大。這個(gè)最大壓力差值Pmax可由壓力計(jì)上讀出。 Pmax=P大氣- P系統(tǒng)=hpg 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1. 儀器準(zhǔn)備與檢漏 將表面張力儀容器和毛細(xì)管先用洗液洗凈，再順次用自來(lái)水和蒸餾水漂洗，烘干后按圖2-26-3按好。 將水注入抽氣管中。在A管中用移液管注入50mL蒸餾水，用吸耳球由G處抽氣，調(diào)節(jié)液面，使之恰好與細(xì)口管尖端相切。然后關(guān)緊G處活塞，再打開(kāi)活塞H，這時(shí)管B中水流出，使體系內(nèi)的壓力降低，當(dāng)壓力計(jì)中液面指示出若干厘米的壓差

3、時(shí)，關(guān)閉H，停止抽氣。若2min3min內(nèi)，壓力計(jì)液面高度差不變，則說(shuō)明體系不漏氣，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2. 儀器常數(shù)的測(cè)量 開(kāi)H對(duì)體系抽氣，調(diào)節(jié)抽氣速度，使氣泡由毛細(xì)管尖端成單泡逸出，且每個(gè)氣泡形成的時(shí)間為10s20s(數(shù)顯微壓差測(cè)量?jī)x為5s10s)。若形成時(shí)間太短，則吸附平衡就來(lái)不及在氣泡表面建立起來(lái)，測(cè)得的表面張力也不能反映該濃度之真正的表面張力值。當(dāng)氣泡剛脫離管端的一瞬間，壓力計(jì)中液面差達(dá)到最大值，記錄壓力計(jì)兩邊最高和最低讀數(shù)，連續(xù)讀取三次，取其平均值。再由手冊(cè)中，查出實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)，水的表面張力，則儀器常數(shù) K =水/p最大 3. 表面張力隨溶液濃度變化的測(cè)定 在上述體系中，用移液管移入0.

4、100mL正丁醇，用吸耳球打氣數(shù)次(注意打氣時(shí)，務(wù)必使體系成為敞開(kāi)體系。否則，壓力計(jì)中的液體將會(huì)被吹出)，使溶液濃度均勻，然后調(diào)節(jié)液面與毛細(xì)管端相切，用測(cè)定儀器常數(shù)的方法測(cè)定壓力計(jì)的壓力差。然后依次加入0.200mL、0.200mL、0.200mL、0.500mL、0.500mL、1.00mL、1.00mL正丁醇，每加一次測(cè)定一次壓力差p最大。正丁醇的量一直加到飽和為止，這時(shí)壓力計(jì)的p最大值幾乎不再隨正丁醇的加 入而變化。 【注意事項(xiàng)】 儀器系統(tǒng)不能漏氣。 所用毛細(xì)管必須干凈、干燥，應(yīng)保持垂直，其管口剛好與液面相切。 讀取壓力計(jì)的壓差時(shí)，應(yīng)取氣泡單個(gè)逸出時(shí)的最大壓力差。 【思考題】 1毛細(xì)管尖

5、端為何必須調(diào)節(jié)得恰與液面相切? 如果毛細(xì)管端口插入液面有一定深度，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有何影響？2最大泡壓法測(cè)定表面張力時(shí)為什么要讀最大壓力差？如果氣泡逸出的很快，或幾個(gè)氣泡一齊出，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？3本實(shí)驗(yàn)為何要測(cè)定儀器常數(shù)？?jī)x器常數(shù)與溫度有關(guān)系嗎？4.本實(shí)驗(yàn)選用的毛細(xì)血管尖的半徑大小對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？若毛細(xì)血管不清潔會(huì)不會(huì)影響測(cè)定結(jié)果？1毛細(xì)管尖端為何必須調(diào)節(jié)得恰與液面相切? 如果毛細(xì)管端口插入液面有一定深度，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有何影響？答：如果將毛細(xì)管末端插入到溶液內(nèi)部，毛細(xì)管內(nèi)會(huì)有一段水柱，產(chǎn)生壓力P，則測(cè)定管中的壓力Pr會(huì)變小，pmax會(huì)變大，測(cè)量結(jié)果偏大。2最大泡壓法測(cè)定表面張力時(shí)為什么要讀最大壓力

6、差？如果氣泡逸出的很快，或幾個(gè)氣泡一齊出，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？答：如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開(kāi)始形成時(shí)，表面幾乎是平的，這時(shí)曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時(shí)曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等，曲率半徑達(dá)最小值，根據(jù)拉普拉斯(Laplace)公式，此時(shí)能承受的壓力差為最大：pmax = p0 - pr = 2/。氣泡進(jìn)一步長(zhǎng)大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。最大壓力差可通過(guò)數(shù)字式微壓差測(cè)量?jī)x得到。如氣泡逸出速度速度太快，氣泡的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定；致使壓力計(jì)的讀數(shù)不穩(wěn)定，不易觀察出其最高點(diǎn)而起到較大的誤差。3本實(shí)驗(yàn)為何要測(cè)定儀器常數(shù)？?jī)x器常數(shù)與溫度有關(guān)系嗎？答：因?yàn)橛猛恢?xì)管測(cè)兩種不同液體，其表面張力為1， 2，壓力計(jì)測(cè)得壓力差分別為 P1，P2，則 1/2=P1/P2 ， 若其中一液體1已知，則2=KP2其中K=1/P1，試驗(yàn)中測(cè)得水的表面張力1，就能求出系列正丁醇的表面張力。 溫度越高，儀器常數(shù)就越小。4.本實(shí)驗(yàn)選用的毛細(xì)血管尖的半徑大小對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？若毛細(xì)血管不清潔會(huì)不會(huì)影響測(cè)定結(jié)果？答：毛細(xì)管太細(xì)，曲率半徑小，附加壓力大，液體在毛細(xì)血管中上升的高度高，則