为了测定液体的表面张力 为了测定液体的表面张力系数

液体的表面张力可以通过测定液体的接触角来进行计算。

为了测定液体的表面张力 为了测定液体的表面张力系数

液体与固体之间的接触角是指液体与固体之间接触线所形成的夹角，它与液体的表面张力有关。

液体表面张力的计算公式为：γ=F/L，其中γ表示液体表面张力，F表示液体表面所受的作用力，L表示液体表面的长度。

具体计算方法如下：

1、在液滴表面画出一个切线，该切线与玻璃片接触成一个角度，即为接触角。

2、记录液滴表面缩小的时间，记为t。

3、记录液滴的半径，记为r。

4、计算液体表面张力的公式为：γ=(2πr^2Δp)/(tL)，其中Δp表示液体与空气之间的压强差，L表示液体表面的周长。

5、使用实验数据计算液体的表面张力，并进行数据处理，计算平均值和标准偏差等统计参数，以确保实验的准确性和可靠性。

液体表面张力的性质：

1、形态稳定：液体表面张力的作用在于使液体分子排列更加紧密，从而保持液体的形态稳定。液体分子间的表面张力作用力可以抵消液体内部分子间的引力作用力，从而保持液体自身形态的稳定性。

2、流体性质：液体的表面张力会影响液体的流体性质。例如，如果液体表面张力较大，则液体分子在表面上排列更加紧密，导致液体的黏度和粘滞力增大，同时液体的流动也会受到阻碍。

3、浸润性：液体的表面张力会影响液体在固体表面上的浸润性质。当液体分子表面张力大于固体表面张力时，液体会呈现出凸起的形态，难以充分浸润固体表面，从而影响涂覆和涂敷等工艺。

4、吸附性质：液体的表面张力也会影响液体分子在固体表面的吸附性质。例如，当液体分子在固体表面的表面张力小于液体内部分子间的相互作用力时，液体分子会在固体表面上形成稳定的液滴或气泡，从而影响液滴和气泡的形成和稳定性。

5、电化学性质：液体的表面张力可以影响液体在电场内的运动，并进而影响液体的电化学反应和电化学性质。例如，液体分子在电场中会受到电场力的作用，从而发生移动。

最大泡压法测定溶液表面张力：最大泡压法是一种测定溶液表面张力的方法，溶液的表面张力 σ是强度因子，是物质的重要特性之一，在一定的温度和压力下有一定的数值。测定表面张力的方法有多种，在科研和教学上常采用的有：毛细管上升法 、最大泡压法 、滴重或滴体积法 、拉脱法等。其中最大泡压法测定溶液表面张力实验装置简单、操作方便，且不需要测定接触角 θ 和液体密度 ρ ，因而是大学物理化学实验中的重要内容之一。

在测定表面张力时，毛细管的端面与液面相切，这样是为了数据处理方便。如果做不到相切，每次实验毛细管浸没的深度应保持一致。

测定溶液的表面张力仪时，要从浓度低到浓度高的溶液依次进行。避免待测溶液污染，浓度发生明显变化。每次安装好仪器，进行测定前，注意要先打开抽气瓶上的塞子，连通大气，再塞紧塞子进行实验测定。

表面张力的测量可以表面张力测试仪进行。这些仪器基于测量施加在位于液-气或液-液界面处的探头上的力。探针连接到非常敏感的天平，并且感兴趣的液体界面与探针接触。当探针与液体表面相互作用时，通过天平测得的力可用于计算表面张力，取决于以下因素：探针的尺寸和形状，探针与液体之间的接触角以及液体的表面张力，探头的大小和形状易于控制，探针通常由铂制成，这有助于确保探针与要研究的液体之间的接触角为零。通常使用两种配置的探针。

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

最大气泡压力法测定液体的表面张力的测定——最大气泡法

一、 实验目的

二、 实验原理

因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力（如图20－l所示）。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值ΔG称为单位表面的表面能其单位为J．m-3。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Nm-1。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。

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。

此时，由于毛细管液面所受压力大于支管试管液面所受压力，毛细管液面不断下降，将从毛细管缓慢析出气泡。在气泡形成的过程中，由于表面张力的作用，凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P，因此有以下关系：

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。

静力学法有毛细管上升法、du Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。

Wilhelmy 盘法, 最大气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。