最大气泡法测表面张力实验数据及处理Word格式文档下载.docx
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1.341
1.344
1.3462
1.3492
1.3578
1.3621
1.3639
1.3696
校正后n
1.3323
1.3356
1.3378
1.3408
1.3438
1.3460
1.3490
1.3576
1.3619
1.3637
1.3694
表一25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表
图一溶液浓度与折光率的工作曲线
(2)实验配制的乙醇溶液折光率数据如表二所示。
乙醇溶液
配制浓度
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
乙醇质量/g
2.50
5.00
7.50
10.00
12.50
15.00
17.50
20.00
水的质量/g
47.50
45.00
42.50
40.00
37.50
35.00
32.50
30.00
乙醇称重/g
2.5350
5.0630
7.6290
10.1480
12.7980
15.7290
17.5915
20.1945
水称重/g
47.9760
44.9822
42.8833
40.9211
37.4861
35.4257
32.5658
30.0288
折
光
率
1
1.3355
1.3386
1.3420
1.3455
1.3488
1.3516
1.3538
1.3555
2
1.3421
1.3540
1.3558
3
1.3388
1.3422
1.3518
1.3541
1.3559
平均
1.3387
1.3489
1.3517
1.3557
表二乙醇的折光率
(3)将校正后的乙醇的折光率代入拟合直线方程中,得到各乙醇溶液的真实浓度。
如表三所示。
乙醇浓度
折光率n
1.3353
1.3384
1.3419
1.3453
1.3486
1.3514
1.3537
浓度c(mol/L)
0.0120
1.4670
3.0613
4.6401
6.2035
7.5037
8.5717
9.3921
表三乙醇溶液的浓度
2、待测液体的表面张力
将实验测得的水和乙醇溶液的最大△Pmax值代入公式:
γ测=(△Pmax,测*γ水)/△Pmax,水
(查阅附表,得γ水=0.07197N/m)
求得各乙醇溶液的表面张力如表四所示。
△Pmax,测(mmH2O)
△Pmax,平均(mmH2O)
γ/(N/m)
蒸馏水
60.6
61.4
60.8
60.9111
7.197E-02
60.5
61.3
60.9
乙醇
54.7
54.3
54.5667
6.447E-02
40.3
40.5
40.3667
4.770E-02
34.9
35.1
34.9667
4.132E-02
31.3
31.3000
3.698E-02
29.2
29.2000
3.450E-02
26.5
26.5000
3.131E-02
26.1
26.2
26.1333
3.088E-02
24.5
24.5000
2.895E-02
表四待测样品的表面张力测定
3、作γ~c曲线,求出各浓度下的斜率。
(1)作γ~c拟合曲线。
γ,c的相关数据如表五所示,拟合直线见图二。
c
0.06447
0.04770
0.04132
0.03698
0.03450
0.03131
0.03088
0.02895
表五γ,c的相关数据
图二γ~c拟合曲线
(2)用origin作出γ~c拟合曲线的斜率曲线,如图三所示。
图三γ~c拟合曲线的斜率曲线
(3)将各乙醇溶液浓度代入斜率曲线,求出待测样品的(∂γ/∂c)T,P数据。
数据见表六。
c/mol/L
0.01203
1.46702
3.06131
4.64013
6.20347
7.50367
8.57169
9.39206
斜率
-0.0212
-0.0065
-0.0033
-0.0022
-0.0016
-0.0013
-0.0011
-0.00091
表六待测样品的(∂γ/∂c)T,P数据
4、利用吉布斯吸附等温方程式,计算出各溶液的Γ。
Gibbs公式:
Γ=
其中,R=8.314J/(mol*K),T=25.0+273.15=298.15K
将表六中数据代入公式,求出各溶液的Γ如表七所示。
Γ
c/Γ
-0.02122
1.02983E-07
116815.2262
-0.00654
3.87052E-06
379024.3272
-0.00333
4.11251E-06
744390.1201
-0.00218
4.08077E-06
1137072.982
-0.00155
3.87902E-06
1599238.129
-0.00126
3.81416E-06
1967316.746
-0.00106
3.66545E-06
2338508.585
-9.07E-04
3.43495E-06
2734265.081
表七待测样品的Γ及c/Γ数据
5、做c/Γ~c图,求出直线斜率,由斜率求出Γ∞,直线如图三所示。
图三c/Γ~c图
根据公式:
直线斜率的倒数即为Γ∞
所以Γ∞=4.9658*10-6mol/m2
6、计算乙醇分子的横截面积
根据公式Am=1/Γ∞L
L=6.023*1023mol-1
求出乙醇分子内的横截面积为Am=3.3434*10-19m2
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