實驗四溶液的吸附作用和液體表面張力的測定

1、實驗四 溶液的吸附作用和液體表面張力的測定一、實驗目的1. 用最大泡壓法測泄不同濃度的表面活性物質（正丁醇）溶液在一左溫度下的表而張力：2. 應用Gibbs和Langmuir吸附方程式進行精確作圖和圖解微分，計算不同濃度正丁醇溶液的表而吸附 量和正丁醇分子截面積，以加深對溶液吸附理論的理解：3. 掌握作圖法的要點，提高作圖水平。二、基本原理_ ct 一定，溶液表面吸附量 r/測定，毛細管半徑r,其拋壓出時受到向下壓力口沖,最大時離開管口： P遠二P外-Pa測 Pmax氣泡在管口受到的表面張力：2I7r* yY 二rPmdx用同C溶液丫 i/ Y pPg/Pz所以：丫1二（丫打心）Pz二KPg求

2、常數(shù)K。對于單分子吸附，其吸附量廠與濃度c之間的關系可用等溫吸附方程表示，B|J：1十牝式中心為 飽和吸附量，日為吸附平衡常數(shù)。將此式兩邊取倒數(shù)可整理成線性方程:c 11=C +r r 譏在飽和吸附時，每個被吸附分子在表面上所占的面積，即分子的截面積s為:三、儀器與試劑表面張力儀1套；恒溫槽1臺；1ml移液管1個；燒杯（250ml） 1個；100ml容量瓶1個;50ml容量瓶5個；正丁醇（二級）；去離子水.四、實驗步驟1.配制溶液。用滴定管量體積配制質量分數(shù)分別為樣品編號123456789容量瓶體積/cm1005050505050505050V d cm30. 100. 100. 250. 5

3、00. 751.001.251.501.752.將恒溫槽調(diào)至20Co恒溫5minyo上。3. 儀器系數(shù)的測定。先用少量丙酮清洗毛細管3,再用蒸鐳水仔細清洗樣品管2和毛細管3, 然后加入適量蒸鐳水。在減壓管1中裝滿水，壓力計5中注入適量的水，在活塞8打開 的情況下，調(diào)節(jié)活塞6使毛細管端面與液面相切。關閉活塞8,打開活塞7使體系減壓，當 毛細管口逸出氣泡時，調(diào)節(jié)活塞7使液滴緩慢滴下，讀出數(shù)字式微壓差測量儀最大數(shù)值。再更換樣品重復測定兩次，取平均值。已知25C水的表面張力了価o=O. 07197 N.n?,計算 儀器系數(shù)兀4. 乙醇溶液表面張力的測定。取3%的乙醇溶液（一號樣品）洗凈樣品管和毛細管，

4、然后 加入適量溶液，待恒溫后，按上述操作步驟測定A力。五、數(shù)據(jù)記錄及處理樣品編號12345678910容量瓶體積/3/cm1005050505050505050100V w/cm50. 100. 100. 250. 500. 751.001.251.501.75讀數(shù)45.744.640.836.632.929.427.926.625.364.345.544.740.536.732.729.527.826.525.264.445.544.840.736.732.829.727.826.425. 164.2平均讀數(shù)45. 5744.740. 6736. 6732.829. 5327. 8326.5

5、25.264.3度 mol/L0. 00020. 00040. 0010. 0020. 0030. 0040. 0050. 0060. 007Pmax57. 02457. 89161.93165.92169. 79173. 06174. 79176. 09177. 391Y0. 05230. 050030. 045520. 03990. 03550. 03240. 03050. 02920. 02870. 07197r0. 031650. 03650. 04180. 04880. 05450. 05670. 0575c/r0. 006320.01100. 02390. 04100. 05500

6、. 07050. 0870P 外=102. 591KpPmax=P 外P 示由 =o. 07197 N. m1, Y 1= ( Y 2/P2) Ps二KP“ 得 K=l. 26*10C一一 C/ 廠六.思考題（1）用最大氣泡法測定表面張力時為什么要讀取最大壓力差？答：根據(jù)本實驗的原理可知，測量過程中讀取的壓力差即是毛細管逸出氣泡的附加壓力3,即氏越小，恥越大。當左等于毛細管半徑廠時，尺取得最小值，而壓力差取最大值A婦。本實驗正是利用X2進行測定液體表面張力Y o（2）為什么玻璃毛細管一定要與液面剛好相切，如果毛細管插入一定深度，對測定結果有 何影響？答：毛細管的管口與液面剛好相切時，平衡時所滿

7、足的關系是：y- = pg&hK若毛細管插入一定深度（設距液面深度為対），則氣泡逸出時還需克服此深度貳的靜壓力伺 （為待測液的密度）。因此平衡時滿足的關系式變?yōu)椋鹤? 0胡=pg血若假設0Y,則產(chǎn)生最大泡壓時，滿足：烈人綣山此測量的人滋比正常情況下的最大壓力差大必。（3）測量過程中如果氣泡逸出速率較快，對實驗有無影響？為什么？答：測量過程中如果氣泡逸出速率較快，對實驗結果有影響。因為最大氣泡壓力法測量表 面張力實驗原理成立的先決條件是必須滿足平衡條件的要求，這樣才能有：= = pgZ祕尸公式的成立，如果氣泡逸出速率很慢，可以認為接近平衡：如果氣泡逸出速率快，平衡關系被破壞。（4）在本實驗裝置中，液體壓力計內(nèi)的介質是水，選用水銀是否可以？答：液體壓力計內(nèi)的介質不能選用水銀。因為水銀的密度遠大