表面张力测定的数据处理.docx

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表面张力测定的数据处理

正丁醇溶液表面张力测定的数据处理

表1原始数据记录及数据处理

-3

c/（moldm）

△p/（kPa）

表面张力

-1

吸附量FX106/

/molm-2）

c_j

-x10

r

0

0.744

0.07214

0.0000

/

0.02

0.699

0.06778

1.5697

1.2742

0.05

0.643

0.06235

3.0299

1.6502

0.1

0.579

0.05614

4.3917

2.2770

0.15

0.539

0.05226

5.1656

2.9038

0.20

0.495

0.04800

5.6647

3.5306

0.25

0.449

0.04354

6.0133

4.1574

0.30

0.433

0.04198

6.2706

4.7842

0.35

0.404

0.03917

6.4683

5.4110

^~c自定义

根据经验公式＜

了-FP1

c

In（1+—）进行自定义函数拟

PO

函数拟合

合；拟合结果：

P2=81.63965;

P1=0.27398

表面吸附量「由Gibbs吸附等温式将上述公式求导后整理并进

吸附量r

c''du\CT

nxP1c

行计算得到r=

-i=—

011J

RT

RTc+P2

C~c曲线线

性拟合计算

线性拟合直线的斜率为125360.0;取倒数得到饱和吸附量r«3为

饱和吸附量

7.97706E-06molm-

被测分子的横

S0J.

截面积S0

1

S0=2.01219E-19m

（1）由原始实验数据根据式①求出各浓度下正丁醇溶液表面张力

Po

式中各项的含义:

：

p为溶液的最大附加压力（取平均值），单位kPa；

=p0为纯溶剂（水）的最大附加压力（取平均值），单位kPa；

6为实验温度下纯溶剂（水）的表面张力，可查表得到。

例如T=298K时水的

表面张力为0.07214Nm-1

二为实验温度下溶液的表面张力，单位为N•m-1

（2）由二~c数据通过origin绘制散点图如图1所示，并进行自定义函数拟合出参数P1和P2的数值

表面张力和浓度之间符合下列公式

C

；-°=0P1In（1丘）②

式中各项的含义：

二-溶液的表面张力，单位为N・m-1

1

6-纯溶剂的表面张力。

T=298K时水的表面张力为0.07214Nm-c-溶液的浓度，单位为molm-3

P1,P2为常数，通过自定义函数拟合得到.拟合曲线在图1中用红线表示。

拟合结果：

P2=81.63965;P1=0.27398（在图1中标出）

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编译的自定义函数y=0.07214-0.07214*P1*ln（1+x/P2）

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自定义函数后save

y=0.07214-0.07214*P1*ln（1+x/P2）

溶液浓度

图1正丁醇溶液的匚~c曲线

（3）表面吸附量-的计算

在指定的温度和圧力下，表面吸附量-根据Gibbs吸附等温式计算得到。

Gibbs吸附等温式:

c1

——I

RTIde丿T

将式②求导带入Gibbs吸附等温式得到下式:

卩c'd口）CToXPIc

一一RTide厂RTc+P2

_2

-为表面吸附量，单位molm

用origin软件绘制:

~c曲线如图2所示。

76543210

图2表面吸附量和溶液浓度的关系曲线

（4）饱和吸附量r捕勺计算（利用origin软件对-~c曲线进行线性拟合）

在一定的温度下，吸附量与溶液浓度之间的关系由Langmuir等温式表示:

+Kc④

式中「:

为饱和吸附量，K为经验常数，与溶质的表面活性大小有关。

将式④取倒数可化成直线方程则：

cc_

--K

■■■⑤

c_

以】对c作图可得一直线，用软件进行线性拟合，结果如图3所示。

y=A+B*X

60000000

50000000

ParameterValueError

A1.02343E70.0181

B125359.543598.64759E-5

40000000

20000000-

10000000-

050100150200250300350400

XAxisTitle

图3-~c的关系曲线及线性拟合结果

r

由直线斜率求倒数即可求出「:

。

饱和吸附量r'为7.97706E-06molm-2

（5）被测物质正丁醇的横截面积S0的计算

在饱和吸附的情况下，在气一一液界面上铺满竖直排列的一单分子层，1m2表面上溶质的分子数为L（L为阿佛加得罗常数），则可应用下式求得被测物质的横截面积：

被测物质正丁醇的横截面积So：

2.01219E-19m2