表面张力的测定实验报告Word格式.docx
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体系总的自由能减小的过程。
如欲使液体产生新的表面A4,则需要对其做
功。
功的大小应与朋成正比:
-W=erA4
2、溶液的表面吸附:
根据能旻最低原理,溶质能降低溶液的表面张力时,表面层中溶质的浓度应比溶液内部大,反之,溶质使溶液的表面张力升高时,它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
显然,在指定温度和压力下,吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。
Gibbs用热力学的
.W<
COCTZ「
方法推导出它们间的关系式r=-—(―)r(i)当)T时,r>
o,溶质能减RTde
少溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度大于内部的浓度,称为正吸附,此类物质叫表
(da\
—>
面活性物质。
(2)当丿丁时,厂<
0,溶质能増加溶剂的表面张力,溶液表面层的浓度小于内部的浓度,称为负吸附,此类物质叫非表面活性物质。
由厂一丄(竺片
RT可知:
通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附長。
3、饱和吸附与溶质分于的横截面积:
吸附量厂浓度c之间的关系,有Langmuir等温方程式表示:
r=rx-^-
1+K・c
4、最大泡压法:
(3)实验装置与流程:
将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等
按编号顺序添入图下面相应位置:
1.恒温套管2.毛细管3.数字式微压差测量仪4.滴液瓶
5.烧杯6.连接橡皮管
(4)简述实验所需测定参数及其测定方法:
1、测定各浓度试剂在25匕的压强,2、根据s/PP=K,可用蒸馆水的压强差求出K值,也就是毛细管常数。
3、根据s/DP=K,可求出各浓度的s值。
4、通过excel作"
C图,作半_c图,可根据roo=l/K,求岀饱和吸附量的值。
(5)实验操作要点:
溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。
因此除事先用热的洗液清洗它们以外,每改变一次测旻溶液必须用待测的溶液反复洗涤它们,以保证所测星的溶液表面张力与实际溶液的浓度相一致。
并控制奸出泡速度、平稳地重复出现压力差。
而不允许气泡一连串地出。
洗涤毛细管时切勿碰破其尖端,影响测長。
混度对该实验的测長影响也比较大,实验中请注意观察恒混水浴的混度,溶液加入测長管后恒温lOmin后再进行读数测長。
二、实验操作及原始数据表(20分)
1、记录数据表格:
正丁醇
溶液浓度
mol•d
m'
3
0.01
0.025
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
P>
-0.463
-0.493
-0.468
-0.422
-0.396
-0.349
-0324
-0.298
Pj
-0.464
■0.489
-0.471
-0.419
-0.403
-0.353
-0.323
-0301
Ps
-0.455
-0.487
-0.414
-0.393
-0.347
-0.327
-0.294
-0390
-0.438
-0.436
-0.350
-0.315
-0.299
-0.264
-0.410
-0.465
-0.423
-0.395
-0.360
-0314
-0.304
-0.279
-0350
-0.447
-0.407
-0.331
-0.366
-0.305
-0.302
-0.274
压差读
数KPa
-0.470
-0.445
-0.397
-0.378
-0313
-0.285
2、25°
C时水的表面张力为s=71.97XW3N•以s/DP=K
求出所使用的毛细管常数。
K-旷-
71/IOJ心705
△P-0.422
三、数据处理结果(30分)
作正丁醇的b-c图
正丁醇的。
・c
正丁醇浓度mol/l
作正丁醇吸附等温线
正丁醇饱和吸附量
♦系列1
——线性(系列1)
正丁醇饱和吸附量:
roo=l/K=l*0.7372二1.356
正丁醇分于截面积So=l/roo/V(N为阿佛加得罗常数)。
So二l/「coNn).7372x6・()2x1023=4.438x1023
容量瓶编号
1
2
4
5
6
7
8
溶液浓度
mol•dm"
().10
0.20
压差读数KPa
-0.313
正丁醇水溶液
广1(尸
71.97
80.14
75.87
67.69
64.45
56.44
53.37
48.59
r*i(rs
56.05
135.9
2583
466.7
632.4
761.6
860.0
的c/nio2)
0.1784
().1840
0.1936
0.2143
0.2372
0.2626
0.2907
s.=KXDP?
=-0.1705X-0.470=80.14X1(PN・m"
■■
s3=KXOP3=.0.1705X-0.445=75.87Xl(r3N・n?
s4=KXDP4=-0.1705X-0.397=67.69XWSN・m"
s5=KXOP5=-0.1705X-0.378=64.45XlO^N・m'
s6=KXOP6=-0.1705X-0.331=56.44X1(X5N•m"
s7=KXDP7=-0.1705X-0313=53.37XKPN・
s8=KXOP8=-0.1705X-0.285=48.59X1(X3N・m4
r2==63.79XIO”mol•m'
~
-RTde1
四、思考讨论题(20分)
1.溶液表面上的“吸附”现象是怎样表现的?
为什么会出现溶液表面的吸附现
象?
答:
在溶液的表面层中的物质浓度与溶液内部物质浓度不同的现象叫“吸附”。
出现表面吸附现象的原因是能量最低原理
2.液体的表面张力大小与哪些因素有关?
与该液体所处的温度、压力、液体的组成以及与之共存的另一相的组成有
3.用最大气泡压力法来测量表面张力时,毛细管尖端为何要刚好接触液面?
如果毛细管尖端插入液下,会造成压力不只是液体表面的张力,还有插入部分液体的压力。
4.本实验结果准确与否关键决定哪些因素?
本实验结果准确的关键在于仪器必须洗涤清洁,毛细管应保垂直,其端部应保持平整,溶液恒温后,体积略有改变,应注意毛细管平面与液面接触处要相切。
控制好出泡速度、平稳地重复岀现压力差。
5.本实验在数据处理过程中引入误差较大的处理是什么?
通过作图获得1竺:
1、将实验点连成平滑的曲线;
2、过曲线上点作曲线
\dc)T
的切线;
3、由切线的斜率得到偏导数的值。
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