为什么文献里乙醇溶液表面张力只测到40%
最大气泡压力法测定溶液的表面张力
一、实验目的
1．掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术。
2．通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量关系的理解。 二、基本原理
在一个液体的内部，任何分子周围的吸引力是平衡的。可是在液体表面层的分子却不相同。因为表面层的分子一方面受到液体内层分子的吸引另一方面受到液体外部气体分子的吸引，而且前者的作用力比后者大。因此在液体表面表面层中，每个分子都受到垂直于并指向液体内部的不平衡力。这种吸引力使表面上的分子向内挤，促成液体的最小面积。要使液体的表
面积增大，就必须要反抗分子的内向力而作功，增加分子的位能。所以说分子在表面层比在液体内部有较大的位能，这位能就是表面自由能，通常把增大一平方米表面所需的最大功A或增大一平方米所引起的表面自由能的变化△G,称为单位表面的表面能，
－
其单位为J·m1；而把液体限制其表面及力图使它收缩的单位
－
直线长度上所作用的力，称为表面张力，其单位是N·m1。液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。如欲使液体表面面积增加ΔS时，所消耗的可逆功A应该是：
一A＝ΔG＝σΔS （1）
液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。液体的表面张力也与液体的纯度有关，在纯净的液体(溶剂)中如果掺进杂质(溶质)，表面张力就要发生变化，其变化的大小，决定于溶质的本性和加入量的多少。
对纯溶剂而言，其表面层与内部的组成是相同的，但对溶液来说却不然。当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化。根据能量最低原则，若溶质能降低溶剂的表面张力，则表面层中溶质的浓度应比溶液内部的浓度大，如果所加溶质能使溶剂的表面张力升高，那么溶质在表面层中的浓度应比溶液内部的浓度低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。在一定的温度和压力下，溶液表面吸附溶质的量与溶液的表面张力和加入的溶质量（即溶液的浓度）有关，它们之间的关系可用吉布斯(Gibbs)公式表示：
Γ＝－()T （2）
－1
式中：Γ为吸附量(mol.m)；σ为表面张力(J·m—’)；T为绝对温度(K)；c为溶液浓度(mol．L1”)；R为气体常数(8．314J．KI·mol1)。(
－
—
－
)T 表示在一定温度下表面张力
随溶液浓度而改变的变化率。如果σ随浓度的增加而减小，也即()T <0，则Γ>0，此时溶液表面层的浓度大于溶液内部的浓度，称为正吸附作用。如果σ随浓度的增加而增加即(
)T >0，则Γ<0，此时溶液表面层的浓度小于溶液本身的浓度，称为负吸附作用。
从(2)式可看出，只要测定溶液的浓度和表面张力，就可求得各种不同浓度下溶液的吸附量Γ。
在本实验中，溶液浓度的测定是应用浓度与折光率的对应关系，表面张力的测定是应用
最大气泡压力法。
图2是最大气泡压力法测定表面张力的装置示意图。将欲测表面张力的液体装于支管试管5中，使毛细管6的端面与液面相切，液面即沿着毛细管上升，打开滴液漏斗2的活塞进行缓慢抽气，此时由于毛细管内液面上所受的压力（p大气）大于支管试管中液面上的压力 （p
，故毛细管内的液面逐渐下降，并从毛细管管端缓慢地逸出气泡。在气泡形成过程中，系统）
由于表面张力的作用，凹液面产生了一个指向液面外的附加压力
为
Δp＝2σ/r (5)
这最大附加压力可由数字式微压差测量仪上读出。 在实验中，若使用同一支毛细管和压力计，则r是一个常数。 如果将已知表面张力的液体作为标准，由实验测得其Δp后，就可求出r。然后只要用这一仪器测定其他液体的Δp值，通过(5)式计算，即可求得各种液体的表面张力σ 三、仪器和试剂
阿贝折光仪； 滴液漏斗(250mL)； 毛细管(0.2—0.3mm)；
T形管； 放大镜； 无水乙醇(A．R．)； 恒温槽装置； 支管试管(φ2.5×20cm)； 烧杯(250mL)；
重蒸馏水； 丙酮(A．R．)； 待测乙醇水溶液样品(4～6个) 四、操作步骤 1．作工作曲线
用称重法配制5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％左右的标准乙醇溶液 测定各溶液的折光率，作出浓度—折光率的工作曲线。 。 2．r的测定
(1)仔细洗净支管试管和毛细管。将数字式接上电源，预热后采零。然后按图2所示连接装置。在滴液漏斗中装满水。
(2)加入适量的重蒸馏水于支管试管中，调节毛细管的高低使其端面与液面相切。然后把支管试管浸入恒温槽(必须使毛细管处于垂直位置)，在20℃条件下恒温十分钟。
(3)打开滴液漏斗活塞进行缓慢抽气，使气泡从毛细管口逸出。调节气泡逸出的速度不超过每分钟20个时，读出压力计压力差。重复读数三次，取其平均值。
3．待测样品表面张力的测定
(1)用待测溶液洗净支管试管和毛细管后，加入适量的样品于支管试管中。 (2)按仪器常数测定时的操作步骤，分别测定各种未知浓度酒精溶液的Δp值。 4．待测样品浓度的测定
用阿贝折光仪测定待测样品的折光率，并从工作曲线上找出其相应的浓度值。 五，数据记录和处理
1．用表格列出各溶液的最大压力差与折光率数值，并求得其表面张力和浓度的数值。 2．以浓度c为横坐标，表面张力σ为纵坐标作图(横坐标浓度从零开始)。 3．在σ一c曲线上任取若干点，分别作出切线，求得其斜率m。
m＝()T
4．根据吉布斯吸附方程式求算各浓度的吸附量。并画出吸附量与浓度的关系图。
由斜率刚求算吸附量r的方法如图4所示，在σ一c图上任找一点d，过d点作切线ab，此曲线的斜率m为 m＝所以
测量方法：在标准温度（通常为20度）下，将酒精表垂直放入葡萄酒中。稳定后，上面和液位的读数为酒精含量。
酒精测定仪主要用于测定白酒或酒精溶液中的酒精含量。在标准温度（20摄氏度）下，酒精度表垂直放入葡萄酒中。稳定后，上面和液位的读数为酒精含量。常用规格有0-40、40-70、70-100、0-50、30-70、50-100等规格。测量时，应根据不同的比例选择酒精计。
扩展资料：
酒精计的原理应根据密度计的原理进行设计。我们知道乙醇的密度小于水的密度。酒精度越高，葡萄酒的密度和浮力就越小。酒精量表是根据这一差异来计算乙醇含量的。
酒精度通常用酒精比重计测量，也叫酒精比重计。酒精计是根据不同酒精浓度、不同比重、不同容积的液体通过沉入液体的浮体排出的原理制成的。当酒精度计投入白酒时，白酒浓度越高，酒精度计下沉量越大，比重越小；反之，白酒浓度越低，酒精度计下沉量越小，比重越大。
参考资料来源：百度百科——酒精计
杜努伊环法
该方法利用铂环作为探针。通过移动放置液体容器的平台，将环浸没在界面下方。浸入后，平台高度逐渐降低，环最终通过界面拉出并带来弯月形的液体。如果将容器进一步降低，则弯液面最终会从环上撕下。在此事件之前，弯液面的体积（以及所施加的力）会通过最大值，并在实际撕裂事件之前开始下降。
表面张力的计算基于最大力的测量。环的浸入深度和环在经历最大拉力时升起的高度与该技术无关。原始计算基于具有无限直径（或金属丝）的环，并且未考虑由于环的一侧与另一侧接近而被拉起的多余液体。由于表面张力而是毛细作用力，位于环正下方的部分流体不在此处。但是，这种液体会影响天平给出的力读数，从而使测得的表面张力值增加约7％。如今，全自动张力测定仪通常会使用校正因子来减去和说明这种多余的液体。
威廉平板法
该方法利用粗糙的铂金板作为探针。该技术的计算基于与液体接触的完全润湿的板的周长。在这种方法中，探头相对于表面的位置很重要。当液体表面与探针接触时，仪器将通过记录探针上的力变化来检测确切的接触时刻。因此，该位置将被标记为“零浸入深度”。然后将板浸入低于该值的设定深度（通常在界面处几毫米）。当板稍后返回到浸入深度为零时，将记录力。影响威廉米悬片的力可以写成F= γlPcosθ,其中γl是液体的表面张力，P是板的周长（P = 2w + 2t），θ是板与液体之间的接触角。如假定完全润湿，接触角是0和COSθ= 1。然后，表面张力可被计算为γl = F/P 的威廉平板法测量也可在所谓的静态或连续模式，其中威廉米悬片保持在完成在整个测量周期中都与液体接触。
铂金棒
上述两种方法都需要使用相对大量的液体（通常大于10毫升）以确保探针完全润湿。可以使用较小直径的样品容器来减少所需的总体积。但是，有一个限制。当样品容器和探头的边缘太近时，液体和容器边缘之间形成的弯液面会影响平衡。为避免此问题，用户必须在探头和样品容器侧壁之间留出足够的空间，大约2毫米左右。
与这些技术中的任何一种一样，测量的精确度受测量探针几何形状的精确度的影响。铂棒的测量精度可能会小于杜努伊环法或威廉平板法，这会导致表面/界面张力结果的误差更大。因此，仅在样品量有限的情况下才建议使用铂棒法。该方法和计算基于与威廉平板法相同的原理。
回复者：华天电力
随着温度的升高表面张力会有减小
但是
不明显
所以29℃时差不多22多一点
因为在实验室温度不会那么准确
而且仪器也有误差
所以
没有给你具体的数字
仪器是用的表面张力仪
也可以测接触角的那种
希望能帮到你
表面张力仪根据所使用的技术不同，按测试原理可分为如下几类：
1、白金环法表面张力仪
又称du Nouy Ring method，du Nouy环法,吊环法表面张力仪，脱环法表面张力仪。其原理为白金环法的测量方法为：（1）将白金环轻轻地浸入液体内；（2）将白金环慢慢地往上提升，即液面相对而言下降，使得白金环下面形成一个液柱，并最终与白金环分离。白金环法表面张力仪就是去感测一个最高值，而这个最高值形成于白金环与液体样品将离而未离时。这个最高值转化为表面张力值的精度取决于液体的粘度。由于这个方法很早被使用，故而原有表面张力仪基本均采用这种方法，现有很多数据也是用这种方法测得。 缺点：应用于有粘度样品以及表面活性剂的测值时会存在问题，主要体现为，其一，它会将粘度计算在内而导致无法测值精确；其二，它仅能测试一个时间点的表面张力值而无法实现随时间变化表面张力值的测试。
2、白金板法表面张力仪
又称Wilhelmy板法表面张力仪或Wilhelmy Plate method 表面张力仪。其原理为：当感测白金板浸入到被测液体后，白金板周围就会受到表面张力的作用，液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉。当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时，感测白金板就会停止向液体内部浸入。这时候，仪器的平衡感应器就会测量浸入深度，并将它转化为液体的表面张力值。
采用白金板法的表面张力仪需要注意三点：第一为传感器的精度与分辨率；第二为白金板的设计；第三为浮力修正与否。
3、最大气泡法表面张力仪
又称泡压法表面张力仪,BPA 表面张力仪。其基本原理为A为表面张力仪，其中间玻璃管F下端一段直径为0.2mm～0.5mm的毛细管，B为充满水的抽气瓶，C为U型压力计，内盛比重较小的水或酒精、甲苯等，作为工作介质，以测定微压差。将待测表面张力的液体装于表面张力仪中，使F管的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，毛细管内液面上受到一个比A瓶中液面上大的压力，当此压力差附加压力(Δp=p大气-p系统)在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱出，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为: Δp=2σ/R
，式中，Δp为附加压力；σ为表面张力；R为气泡的曲率半径。 如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据上式这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。 根据上式，R=r时的最大附加压力为: Δp最大=2σ/r或σ=(r/2)Δp最大
。实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，则可忽略气泡鼓泡所需克服的静压力，这样就可直接用上式进行计算。当用密度为ρ的液体作压力计介质时，测得与Δp最大相适应的最大压力差为Δh最大则:σ=(r/2)
ρgΔh
，当将(r/2)ρg合并为常数K时，则上式变为:
σ=KΔh
，式中的仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得。
缺点：（1）这种表面张力仪通常用于分析表面活性剂反应速度快的样品的测值，如毫秒级的，另一种应用是用于现场估算用。但一定要注意毛细管内壁的清洗与否一定会影响到测值结果的。（2）压力传感器的精度会影响到测值。
4、悬滴法表面张力仪
又称滴体积法表面张力仪，滴重法表面张力仪，Pendant Drop表面张力仪。其基本原理为：当液体自管口滴落时，液体的大小与液体的密度和表面张力有关。落滴重量与管口半径与液体表面张力有关。此方法免除了对接触角的要求，扩大了滴外形方法的应用范围，但此方法对防震荡要求相当高，否则难以得到正确的悬滴外形曲线。同时，本方法对像素要求较高，其精度取决于分析图像捕捉过程的像素多少。
常用于以下情况：
（1）特殊空气环境或压力环境下，真空或惰性气体条件下测试表面张力或界面张力值；
（2）高温条件下测试物体如锡、煤、沥清的表面张力或界面张力值；
（3）高粘度样品的表面张力或界面张力测值。
5、旋转滴法表面张力仪
远远低于液体表面张力的最低值的界面张力，我们称为超低界面张力。而这个范围差不多不10-3mN/m。由于这个表面张力值用以上方法表面张力仪均无法准确测到，所以，我们只能用旋转滴法表面张力仪测试。其原理为：通过测定一种液体在不相溶的另一种液体中的停滴的赤道宽度及赤道至液体滴顶点高度，通过计算公式计算出这两种液体的界面张力值。而要注意的是，他测得的是界面张力值，必须要求有两相形成。
但一定要注意，采用本方法的仪器只是讲理论上可以分辨到某个数量级的表面张力或界面张力值，如果非得测试绝对值，我们现在的技术来讲是有困难的。
目前，采用本方法的表面张力仪通常用于如下情况下：
（1）油田三次采油分析表面活性剂或三元驱或二元驱的表面张力及界面张力值时用。
（2）化妆品行业微乳的界面张力分析。
酒精表面张力系数如下：
温度20℃，乙醇的表面张力是 22.3mN；温度30℃，乙醇的表面张力是 21.2mN。
温度40℃，乙醇的表面张力是 20.4mN；温度50℃，乙醇的表面张力是 19.8mN。
温度60℃，乙醇的表面张力是18.8mN；温度70℃，乙醇的表面张力是 18.0mN。
温度80℃，乙醇的表面张力是 17.1mN；温度90℃，乙醇的表面张力是 16.2mN。
温度100℃，乙醇的表面张力是 15.2mN；温度110℃，乙醇的表面张力是 14.4mN。
测量方法：
1.毛细管上升法：简单，将毛细管插入液体中即可测量，虽然精确度可能不高。
2.挂环法：这是测量表面张力的经典方法，它甚至可以在很难浸湿的情况下被使用。用一个初始浸在液体的环从液体中拉出一个液体膜（类似肥皂泡），同时测量提高环的高度时所需要施加的力。
3.威廉米平板法：这是一种万能的测量方法，尤其适用于长时间测量表面张力。测量的量是一块垂直于液面的平板在浸湿过程中所受的力。
4.旋转滴法：用来确定界面张力，尤其适应于张力低的或非常低的范围内。测量的值是一个处于比较密集的物态状态下旋转的液滴的直径。
表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。
乙醇的表面张力是指乙醇与空气间的分子力
作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法(du Nouy method)\白金环法(Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等.
