表面張力的測定實驗報告

1、浙江萬里學院生物與環(huán)境學院化學工程實驗技術(shù)實驗報告實驗名稱：溶液表面張力的測定成績班級學號同組姓名實驗日期15年12月28日指導教師簽字批改日期年 月 日(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(shù)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(guān)系的理解3、學習使用Matlab處理實驗數(shù)據(jù)(2) 實驗原理仁 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 體系總的自山能減小的過程。如欲使液體產(chǎn)生新的表面AA，則需要對其做 功。功的大小應(yīng)與AA成正比：2、溶液的表面吸附：根據(jù)能量最低原理，溶質(zhì)能降低溶液的表而張力時，表而層中溶質(zhì)

2、的濃度應(yīng)比溶液內(nèi)部大，反之，溶質(zhì)使溶液的表面張力升髙時，它在表而層中的濃度比在內(nèi)部的濃度低。這種表而濃度與溶液里而濃度不同的現(xiàn)象叫“吸附”。顯然，在指泄溫度和壓力下，吸附與溶液的表而張力及溶液的濃度有關(guān)。Gibbs用熱力學的方法推導出它們間的關(guān)系式r =<0時.廠>0,溶質(zhì)能減少溶劑的表而張力，溶液表而層的濃度大于內(nèi)部的濃度，稱為正吸附，此類物質(zhì)叫表而活性物質(zhì)。（2）當H 時，r<o,溶質(zhì)能增加溶劑的表而張力，溶液表而 層的濃度小于內(nèi)部的濃度，稱為負吸附.此類物質(zhì)叫非表面活性物質(zhì)。由塢爭斶通過噺液礙鬧張力噺關(guān)系可噺不同濃度下溶液的表面吸附雖:。3、飽和吸附與溶質(zhì)分子的橫截面積

3、：吸附量F濃度C之間的關(guān)系，有Langmuir 等溫方程式表示：r = rx-1 + Kc4、最大泡壓法：（3）實驗裝置與流程：將燃燒熱實驗的主要設(shè)備、儀器和儀表等按編號順序添入圖下而相應(yīng)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：仁測泄各濃度試劑在25°C的壓強，2、根據(jù)o/AP=K,可用蒸餡水的壓強差求出K值，也 就是毛細管常數(shù)。3、根據(jù)o/AP=K,可求出各濃度的。值。4、通過excel作-°圖，作 £-c圖，可根據(jù)8曰/K,求出飽和吸附量的值。r（5）實驗操作要點：溶液濃度的準確

4、性和所用毛細管、恒溫套管的淸潔程度。因此除事先用熱的洗液 淸洗它們以外，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 測呈:的溶液表而張力與實際溶液的濃度相一致。并控制好岀泡速度、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英尖端，影響測 Mo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）1、記錄數(shù)據(jù)表格:正醇 溶液濃 度 mol-dm'300.010.0250.050.10.150.20.25Pl-0.463 0.493-0.468-0.422-0

5、.396 0.349-0.324-0.298p2-0.464-0.489-0.471-0.419-0.403-0.353-0.323-0.301p3-0.455-0.487-0.463-0.414-0.393-0.347-0.327-0.294P4-0.390-0.438-0.436-0.403-0.350 0.315-0.299-0.264P5-0.410-0.465-0.423-0.395-0.360 0.314-0.304-0.279Pe-0.350-0.447-0.407-0.331-0.366-0.305-0.302-0.274壓差讀數(shù)KPa-0.422-0.470 0.445-0.

6、397-0.378-0.331-0.313-0.2852、25°C時水的表面張力為c=71.97XW3N - md,以c/AP=K 求出所使用的毛細管常數(shù)。% "5三、數(shù)據(jù)處理結(jié)果（30分）作正丁醇的圖正丁醇的。c90.0080.0070.0060.0050.00 b40.0030.0020.0010.000.00- 11y = 78.619 呼0.050.10.150.20.250.3正丁醇濃度nwl/l0作正丁醇吸附等溫線n n-i系列1對數(shù)（系列1）8正丁醇飽和吸附量00.050.10.150.20.250.3系列1線性（系列1）E正丁醇飽和吸附量：2=1 /K=1

7、-0.7372=1.356正丁醇分子截面積Soh/gN （N為阿佛加得羅常數(shù)）。So=1=0.7372 x 6.02 x 1023 =4.438 x 1023容量瓶編號12345678溶液濃度rnol-dm'300.010.0250.050.100.150.200.25壓差讀數(shù)KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.285正丁醇水溶液o-*10'371.9780.1475.8767.6964.4556.4453.3748.59正丁醇水洛液r*io5056.05135.9258.3466.7632.4761.6860.0正丁

8、醇水溶液的 c/r（io2）00.17840.18400.19360.21430.23720.26260.2907c.= KXAP. = - 0.1705X-0.470=80.14X103N m1 c3= KXAP3= - 0.1705X-0.445=75.87X10-3N m1c4= KXAP4= - 0.1705X-0.397=67.69X10'3N nr1c5= KXAP5= - 0.1705X-0.378=64.45X10'3N m1 c6= KXAP6= - 0.1705X-0.331=56.44X10'3N m1c7= KXAP7=0 1705X-0.313

9、=53.37X10'3N m1c8= KXAP8= - 0.1705X-0.285=4&59X10 m'1-(-63.79X100(.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(zhì)濃度與溶液內(nèi)部物質(zhì)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(guān)？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(jié)果準確與否關(guān)鍵決定哪些因素？答：本實驗結(jié)果準確的關(guān)鍵在于儀器必須洗滌清潔，毛細管應(yīng)保垂直，其端部