表面張力的測定實驗報告分析_1

1、表面張力的測定實驗報告分析浙江萬里學院生物與環(huán)境學院化學工程實驗技術實驗報告實驗名稱：溶液表面張力的測定（1）實驗目的1、掌握最大氣泡法測定表面張力的原理和技術2、通過對不同濃度正丁醇溶液表面張力的測定，加深對表面張力、表面自由能和表面吸附量關系的理解3、學習使用matlab 處理實驗數(shù)據(jù)（2） 實驗原理1、 表面自由能：從熱力學觀點看，液體表面縮小是一個自發(fā)過程，這是使體系總的自由能減小的過程。如欲使液體產(chǎn)生新的表面a ?，則需要對其做功。功的大小應與a ?成正比：-w=a ?2、 溶液的表面吸附：根據(jù)能量最低原理，溶質能降低溶液的表面張力時，表面層中溶質的濃度應比溶液內部大，反之，溶質使溶

2、液的表面張力升高時，它在表面層中的濃度比在內部的濃度低。這種表面濃度與溶液里面濃度不同的現(xiàn)象叫“吸附”。顯然，在指定溫度和壓力下，吸附與溶液的表面張力及溶液的濃度有關。gibbs 用熱力學的方法推導出它們間的關系式t crt c )(?-=(1)當0c 時，0，溶質能減少溶劑的表面張力，溶液表面層的濃度大于內部的濃度，稱為正吸附，此類物質叫表面活性物質。（2）當0? ?tc 時，液表面層的濃度小于內部的濃度，稱為負吸附，此類物質叫非表面活性物質。由t crt c )(?-=可知：通過測定溶液的濃度隨表面張力的變化關系可以求得不同濃度下溶液的表面吸附量。 3、 飽和吸附與溶質分子的橫截面積：吸附

3、量濃度c 之間的關系，有l(wèi)angmuir 等溫方程式表示：ck ck 1+= 4、 最大泡壓法： （3） 實驗裝置與流程：將燃燒熱實驗的主要設備、儀器和儀表等按編號順序添入圖下面相應位置：1 恒溫套管 2 毛細管 3數(shù)字式微壓差測量儀 4 滴液瓶 5 燒杯 6連接橡皮管 （4） 簡述實驗所需測定參數(shù)及其測定方法：1、測定各濃度試劑在25的壓強，2、根據(jù)?/?p=k ，可用蒸餾水的壓強差求出k 值，也就是毛細管常數(shù)。3、根據(jù)?/?p=k ，可求出各濃度的?值。4、通過excel 作c -圖，作c -c圖，可根據(jù)=1/k ，求出飽和吸附量的值。（5） 實驗操作要點：溶液濃度的準確性和所用毛細管、恒

4、溫套管的清潔程度。因此除事先用熱的洗液清洗它們以外，每改變一次測量溶液必須用待測的溶液反復洗滌它們，以保證所測量的溶液表面張力與實際溶液的濃度相一致。并控制好出泡速度、平穩(wěn)地重復出現(xiàn)壓力差。而不允許氣泡一連串地出。洗滌毛細管時切勿碰破其尖端，影響測量。溫度對該實驗的測量影響也比較大，實驗中請注意觀察恒溫水浴的溫度，溶液加入測量管后恒溫10min 后再進行讀數(shù)測量。?二、 實驗操作及原始數(shù)據(jù)表（20分）2、25時水的表面張力為?71.9710-3n m -1，以?/?p=k圖114 求出所使用的毛細管常數(shù)。 k=p?=422.01097.713-?-= -0. 1705三、 數(shù)據(jù)處理結果（30分

5、）作正丁醇的c -圖 作正丁醇吸附等溫線 正丁醇飽和吸附量正丁醇飽和吸附量：=1/k=10.7372=1.356 正丁醇分子截面積so=1/n (n 為阿佛加得羅常數(shù))。 so=1/n =0.7372?6.02?1023=4.438?1023?2= k ?p 2= - 0.1705-0.470=80.1410-3n m -1 ?3= k ?p 3= - 0.1705-0.445=75.8710-3n m -1 ?4= k ?p 4= - 0.1705-0.397=67.6910-3n m -1 ?5= k ?p 5= - 0.1705-0.378=64.4510-3n m -1 ?6= k ?

6、p 6= - 0.1705-0.331=56.4410-3n m -1 ?7= k ?p 7= - 0.1705-0.313=53.3710-3n m -1 ?8= k ?p 8= - 0.1705-0.285=48.5910-3n m -1t crt c )(2?-=63.79105-mol m -2 四、 思考討論題（20分） 1. 溶液表面上的“吸附”現(xiàn)象是怎樣表現(xiàn)的？為什么會出現(xiàn)溶液表面的吸附現(xiàn)象？ 答：在溶液的表面層中的物質濃度與溶液內部物質濃度不同的現(xiàn)象叫“吸附”。 出現(xiàn)表面吸附現(xiàn)象的原因是能量最低原理2. 液體的表面張力大小與哪些因素有關？答：與該液體所處的溫度、壓力、液體的組成以及與之共存的另一相的組成有3. 用最大氣泡壓力法來測量表面張力時，毛細管尖端為何要剛好接觸液面？答：如果毛細管尖端插入液下，會造成壓力不只是液體表面的張力，還有插入部分液體的壓力。4. 本實驗結果準確與否關鍵決定哪些因素？答：本實驗結果準確的關鍵在于儀器必須洗滌清潔，毛細管應保垂直，其端部應保持平整，溶液恒溫后，體積略有改變，應注意毛細管平面與液面接觸處要相切?？刂坪贸雠菟俣?/p>