鍍液表面張力

1、鍍液表面張力的測定 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?。在電鍍過程中，可以通過對表面張力的測量來實現(xiàn)對鍍液中表面活性劑和部分組分的控制。測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測定法。表面張力測定裝置（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的毛細管，B為充滿水的抽氣瓶，C為微壓力計。 待測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，液面即沿毛細管上升，打開抽氣

2、瓶的活塞緩緩抽氣，毛細血內(nèi)液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當此壓力差在毛細血管面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細血管口液面的表面張力時，氣泡就從毛細管口脫出。此時的壓力差最大。這個最大壓力差值Pmax可由壓力計上讀出。 Pmax=P大氣- P系統(tǒng)=hpg 【實驗步驟】 1. 儀器準備與檢漏 將表面張力儀容器和毛細管先用洗液洗凈，再順次用自來水和蒸餾水漂洗，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，使之恰好與細口管尖端相切。然后關(guān)緊G處活塞，再打開活塞H，這時管B中水流出，使體系內(nèi)的壓力降低，當壓力計中液面指示出若干厘米的壓差

3、時，關(guān)閉H，停止抽氣。若2min3min內(nèi)，壓力計液面高度差不變，則說明體系不漏氣，可以進行實驗。 2. 儀器常數(shù)的測量 開H對體系抽氣，調(diào)節(jié)抽氣速度，使氣泡由毛細管尖端成單泡逸出，且每個氣泡形成的時間為10s20s(數(shù)顯微壓差測量儀為5s10s)。若形成時間太短，則吸附平衡就來不及在氣泡表面建立起來，測得的表面張力也不能反映該濃度之真正的表面張力值。當氣泡剛脫離管端的一瞬間，壓力計中液面差達到最大值，記錄壓力計兩邊最高和最低讀數(shù)，連續(xù)讀取三次，取其平均值。再由手冊中，查出實驗溫度時，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，務(wù)必使體系成為敞開體系。否則，壓力計中的液體將會被吹出)，使溶液濃度均勻，然后調(diào)節(jié)液面與毛細管端相切，用測定儀器常數(shù)的方法測定壓力計的壓力差。然后依次加入0.200mL、0.200mL、0.200mL、0.500mL、0.500mL、1.00mL、1.00mL正丁醇，每加一次測定一次壓力差p最大。正丁醇的量一直加到飽和為止，這時壓力計的p最大值幾乎不再隨正丁醇的加 入而變化。 【注意事項】 儀器系統(tǒng)不能漏氣。 所用毛細管必須干凈、干燥，應(yīng)保持垂直，其管口剛好與液面相切。 讀取壓力計的壓差時，應(yīng)取氣泡單個逸出時的最大壓力差。 【思考題】 1毛細管尖

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

6、差？如果氣泡逸出的很快，或幾個氣泡一齊出，對實驗結(jié)果有無影響？答：如果毛細管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時曲率半徑R和毛細管半徑r相等，曲率半徑達最小值，根據(jù)拉普拉斯(Laplace)公式，此時能承受的壓力差為最大：pmax = p0 - pr = 2/。氣泡進一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。最大壓力差可通過數(shù)字式微壓差測量儀得到。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；致使壓力計的讀數(shù)不穩(wěn)定，不易觀察出其最高點而起到較大的誤差。3本實驗為何要測定儀器常數(shù)？儀器常數(shù)與溫度有關(guān)系嗎？答：因為用同一支毛細管測兩種不同液體，其表面張力為1， 2，壓力計測得壓力差分別為 P1，P2，則 1/2=P1/P2 ， 若其中一液體1已知，則2=KP2其中K=1/P1，試驗中測得水的表面張力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.本實驗選用的毛細血管尖的半徑大小對實驗有何影響？若毛細血管不清潔會不會影響測定結(jié)果？答：毛細管太細，曲率半徑小，附加壓力大，液體在毛細血管中上升的高度高，則