實(shí)驗(yàn)9溶液中的吸附作用和表面張力的測定(20210111041016)

1、溶液中的吸附作用和表面張力的測定最大氣泡壓力法摘要 ：本實(shí)驗(yàn)借助 Gibbs 吸附公式和 Langmuir 等溫方程式，利用最大氣泡法測量不同濃 度正丁醇溶液的表面張力， 驗(yàn)證正丁醇是一種表面活性物質(zhì)， 并進(jìn)一步計(jì)算正丁醇在水表面 的飽和吸附量和正丁醇分子的橫截面積。關(guān)鍵詞 ： 最大氣泡壓力法 正丁醇 表面張力 吸附量 橫截面積Measurement of Adsorption and Surface Tension in solution The Maximum Bubble Pressure MethodMingXuan Zhang PB15030833Abstract: The depe

2、ndence of surface tension on concentration was determined by use of themaximum bubble pressure method. Surface absorption was related to and quantified by surface tension measurements according to Gibbs absorption equation and Langmuir equation. Also, through this experiment , we know the nature of

3、the surface tension and the meaning of surface energy together with the relationship between absorption and surface tension.Keywords:the Maximum Bubble Pressure Method ; n-Butyl Alcohol ; SurfaceTension ; Adsorption Amount ; Cross-sectional Area1.刖言多相體系中各相之間存在界面，習(xí)慣上將氣-液和氣-固界面稱為表面。 表面張力，是液體表面由于分子引力不均

4、衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。通常，處于液體表面層的分子較為稀薄，其分子間距較大，液體分子之間的引力大于斥力，合力表現(xiàn)為平行于液體界面的引力。表面張力是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。表面張力的測定通常有多種方法，如白金板法 3、白金環(huán)法4、懸滴法5、滴體積法6 和最大氣泡壓法7等。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常采用器材易得的最大氣泡壓法。本次實(shí)驗(yàn)我們采用最大氣泡壓力法測定了一系列不同濃度的正丁醇水溶液的表面張力，并根據(jù)Gibbs吸附公式和Langmuir等溫方程式得到了表面張力與溶液吸附作用的關(guān)系，利用它來研究溶液中的吸附作用。通過擬合表面張力r-溶液濃度c曲線，再根據(jù)吸附量與

5、溶液的表面張力及溶液濃度的關(guān)系，得到飽和吸附量，進(jìn)一步計(jì)算出單個(gè)正丁醇分子的橫截面積。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)原理物體表面的分子和內(nèi)部分子所處的境況不同，因而能量也不同，如圖1，表面層的分子受到向內(nèi)的拉力，所以液體表面都有自動(dòng)縮小的趨勢。如要把一個(gè)分子由內(nèi)部遷移到表面， 就需要對(duì)抗拉力而作功，故表面分子的能量比內(nèi)部分子大。增加體系的表面，即增加了體系 的總能量。體系產(chǎn)生新的表面（叢）所需耗費(fèi)功（W的量，其大小應(yīng)與AA成正比，即WAt如果弘=Im，則W= CT，即在等溫下形成1m2新的表面所需的可逆功。故 d稱為單位表 面的表面能，其單位為 Nm1。這樣就把看作為作用在界面上每單位長度邊緣上的力，

6、通常 稱為表面張力。它表示表面自動(dòng)縮小的趨勢的大小。表面張力是液體的重要特性之一，與所處的溫度、壓力、液體的組成共存的另一相的組成等有關(guān)。純液體的表面張力通常指該液體與飽和了其自身蒸氣的空氣共存的情況而言。圖1表面分子和內(nèi)部分子的不同情況不同濃度時(shí)，溶質(zhì)分子在溶液表面的排列情況在純液體情形下，表面層的組成與內(nèi)部的組成相同，因此液體降低體系表面自由能的唯一途徑是盡可能縮小其表面積。對(duì)于溶液，由于溶質(zhì)會(huì)影響表面張力，因此可以調(diào)節(jié)溶質(zhì)在表面層的濃度來降低表面自由能。根據(jù)能量最低原理， 溶質(zhì)能降低溶液的表面張力時(shí)，表面層中溶質(zhì)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高時(shí)，它在表面層中的濃度比

7、在內(nèi)a部的濃度低。這種表面濃度與溶液里面濃度不同的現(xiàn)象叫吸附”顯然，在指定溫度和壓力下，吸附與溶液的表面張力及溶液的濃度有關(guān)。Gibbs推導(dǎo)出它們間的關(guān)系式：r氣液界面上的吸附量(mol-1 c溶液的表面張力(N m ) T絕對(duì)溫度(K)C溶液濃度(mol m3)m2)當(dāng)1>0,稱為正吸附。反之，當(dāng) 下降，此類物質(zhì)叫表面活性物質(zhì)， 面活性物質(zhì)。r<0,稱為負(fù)吸附。前者表明加入溶質(zhì)使液體表面張力后者表明加入溶質(zhì)使液體表面張力升高，此類物質(zhì)叫非表表面活性物質(zhì)具有顯著的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，它是由親水的極性部分和憎水的非極性部分構(gòu)成。 對(duì)于有機(jī)化合物來說，表面活性物質(zhì)的極性部分一般為- 而非極性部

8、分則為- 性部分朝向溶液內(nèi)部，RCH2正丁醇就是這樣的分子。 而非極性部分朝向空氣。在溶液中的濃度不同而有所差異。當(dāng)濃度極小時(shí)，NH3, - OH - SH - COOH- SO2OH 在水溶液表面的表面活性物質(zhì)分子，其極表面活性物質(zhì)分子在溶液表面的排列情形隨其 溶質(zhì)分子平躺，在溶液表面上，如圖2-a，濃度逐漸增加，分子排列如圖2-b表面活性物質(zhì)分子占據(jù)了所有表面形成了單分子的飽和吸附層如圖，最后當(dāng)濃度增加到一定程度時(shí)，被吸附了的2-c。正丁醇是一種表面活性物質(zhì)，其水溶液的表面張力和濃度關(guān)系見圖3,在CT- C曲線上作不同濃度的切線，把切線的斜率代入Gibbs吸附公式，可以求出不同濃度時(shí)氣液界

9、面上的吸附量To圖3正丁醇水溶液的表面張力與濃度的關(guān)系圖在一定溫度下，吸附量與溶液濃度之間的關(guān)系由Lan gmuir 等溫方程式表示:為飽和吸附量，K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，與溶質(zhì)的表面活性大小有關(guān)?；芍本€方程C C 1=+若以C/ r對(duì)c作圖可得一直線，由直線斜率即可求出假設(shè)在飽和吸附情況下， 正丁醇分子在氣-液界面上鋪滿一單分子層，則可應(yīng)用下式求得正丁醇分子的橫截面積 S0oN 阿佛加德羅常數(shù)最大氣泡壓力法測量表面張力的裝置示意圖如圖4。當(dāng)表面張力儀中的毛細(xì)管截面與欲測液面相齊時(shí)，液面沿毛細(xì)管上升。打開滴液漏斗的活塞，使水緩慢下滴 而使體系內(nèi)的壓力增加，這時(shí)毛細(xì)管內(nèi)的液面上受到一個(gè)比恒溫試管中液面上

10、稍大 的壓力，因此毛細(xì)管內(nèi)的液面緩緩下降。當(dāng)此壓力差在毛細(xì)管端面上產(chǎn)生的作用力 稍大于毛細(xì)管口溶液的表面張力時(shí)，氣泡就從毛細(xì)管口逸出。這個(gè)最大的壓力差可 由數(shù)字式微壓差測量儀上讀出。如毛細(xì)管的半徑為r，氣泡由毛細(xì)管口逸出時(shí)受到向下的總作用力為兀r2P最大，而P最大=P系統(tǒng)一 P大氣壓hPg仙一一數(shù)字式微壓差測量儀上的讀數(shù)g重力加速度P壓力計(jì)內(nèi)液體的密度氣泡在毛細(xì)管上受到表面張力引起的作用力為2 Mb。氣泡自毛細(xì)管口逸出時(shí),上述兩種力看作相等，即：=兀也hPg若用同一只毛細(xì)管和壓力計(jì)，在同一溫度下，對(duì)兩種溶液而言，則得:WAh-i無 ih2K'毛細(xì)管常數(shù)用已知表面張力 巨的液體為標(biāo)準(zhǔn)，從

11、上式可求出其他液體的表面張力圖4最大氣泡法測表面張力裝置1 P r4.分液漏斗5.塑料燒1.恒溫套管2.毛細(xì)管（r在0.150.2mm） 3.數(shù)字式微壓差測量儀杯6.連接橡皮管）2.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑DMP-2C數(shù)字式微壓差測量儀南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所1臺(tái)HK-2A型超級(jí)恒溫水浴南大萬和科技有限公司BT50b型調(diào)速泵常州普瑞流體技術(shù)有限公司1燒杯，lOOmL容量瓶，毛細(xì)管恒溫套管，0.5mL移液管，2mL移液管，50mL 廢液缸，5mL移液管，橡膠塞。正丁醇（分析純），去離子水，稀硝酸2.3實(shí)驗(yàn)步驟2.3.1毛細(xì)管常數(shù)的測定：(1)按實(shí)驗(yàn)裝置圖裝好儀器，打開恒溫水浴和攪拌，使其溫度穩(wěn)定于30C。

12、(1)取一支浸泡在洗液中的毛細(xì)管依次用丙酮、蒸餾水反復(fù)清洗若干次。用蒸餾 水把玻璃套管也清洗干凈， 加上蒸餾水，調(diào)節(jié)微壓差儀器零點(diǎn)，插上毛細(xì)管， 用套管下端的開關(guān)調(diào)節(jié)液面恰好與毛細(xì)管端面相切，使樣品在其中恒溫10分鐘。打開蠕動(dòng)泵，調(diào)節(jié)抽氣速率，直至氣泡由毛細(xì)管口冒出， 細(xì)心調(diào)節(jié)出泡速度， 使之在3-5秒鐘內(nèi)出一個(gè)。注意氣泡爆破前數(shù)字式微壓差測量儀的讀數(shù)， 并用電腦采集數(shù)據(jù)得到最大的壓差值，求平均值而得AhH2O。根據(jù)手冊(cè)查出30C時(shí)水的表面張力為 cr= 71.40 X10- N m ,以oAh=K求出所使用的毛細(xì)管 常數(shù)，此值控制在 8cm左右為宜，否則毛細(xì)管太粗誤差較大，毛細(xì)管太細(xì)， 易堵

13、塞，氣泡很難逸出。2.3.2不同濃度的正丁醇溶液表面張力的測定:用 2mL 移液管分別移取 0.40ml、0.80ml、1.20ml、1.60ml、2.00ml、2.40ml、h。2.80ml正丁醇到100ml容量瓶中，然后稀釋到刻度。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟， 按照由稀至濃的順序依次進(jìn)行測量。求得一系列濃度的正丁醇溶液的(2) 本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于溶液濃度的準(zhǔn)確性和所用毛細(xì)管、恒溫套管的清潔程度。因此除事先用熱的洗液清洗它們以外，每改變一次測量溶液必須用待測的溶液反復(fù)洗滌它們，以保證所測量的溶液表面張力與實(shí)際溶液的濃度相一致。并控制好出泡速度、平穩(wěn)地重復(fù)出現(xiàn)壓力差。而不允許氣泡一連串地出。洗 滌毛細(xì)管時(shí)

14、切勿碰破其尖端，影響測量。溫度對(duì)該實(shí)驗(yàn)的測量影響也比較大，實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)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(jìn)行讀數(shù)測量。2.4注意事項(xiàng)1. 測定用的毛細(xì)管一定要先洗干凈，否則氣泡可能不能連續(xù)穩(wěn)定地通過，而 使壓力計(jì)的讀數(shù)不穩(wěn)定。2. 毛細(xì)管一定要垂直，管口要和液面剛好接觸。3. 表面張力和溫度有關(guān)，因此要等溶液恒溫后再測量。4. 控制好出泡速度，讀取壓力計(jì)的壓力差時(shí)，應(yīng)取氣泡單個(gè)逸出時(shí)的最大壓力差。2.5數(shù)據(jù)處理方法1.在電腦中的 Origin曲線和曲線的多項(xiàng)式方程程序上作b-C圖，用多次方擬合各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，得到光滑cr= f(c);微商后得到切線微分方程式 (空)=f &#

15、39;(C)dc2.在光滑曲線上選取6-7個(gè)濃度點(diǎn)，代入微分方程式(竺)=f '(中，得到6 dc7個(gè)不同濃度下的切線斜率3.由=-計(jì)算不同濃度溶液的吸附量 值，計(jì)算c/r的值，作r-cRTl比丿T圖。4.表示以c/rc作圖，由直線斜率求出 匸乂以mol m表示)并計(jì)算S0的值，用A Sq的大小。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理詳見附文”4.4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.毛細(xì)管常數(shù) K=1.853 >10-4 m2.用四次方擬合得到表面張力與濃度的函數(shù)關(guān)系式:f(c) = a30c = 0.07133 - 0.30666 x +1.77464 x 2 - 6.13148 x3 +

16、8.22125 x423f 'c) = d d /dc = - 0.30666 + 3.54928 x - 18.39444 x + 32.885 x3. rx=6.176 X0-6 mol m224.正丁醇分子的橫截面積So=26.9? 2查閱文獻(xiàn)得到S0=(2432)?2問4.2結(jié)果分析1.由圖像來看,表面張力 b隨濃度c的升高而降低，且降低的速率越來越慢,2.3.因此得到的(詈)<0,且應(yīng)單調(diào)遞增；因?yàn)橛蠮培陰】，所>0，說明正丁醇是一種表面活性物質(zhì)。處理得到表面張力與濃度的函數(shù)關(guān)系式c=f(c)時(shí)，進(jìn)行了多項(xiàng)式擬合，最終采用四次項(xiàng)擬合，因?yàn)閿M合的相關(guān)系數(shù)較大，且求得

17、的C/Fc線性程度很好。 因此采用四次多項(xiàng)式擬合得到表面張力與濃度的函數(shù)關(guān)系式o=f(c)。由r c曲線圖可知，正丁醇的吸附量 r隨濃度c的升高先增大后減小。由K CLangmuir等溫方程式T =T述可知，溶液的吸附量T隨濃度c單調(diào)遞增,1 + K Q且遞增速度逐漸減小，最終趨于飽和屁，實(shí)驗(yàn)與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在出入，因此可認(rèn)為最后一個(gè)點(diǎn)的測量存在問題，有較大誤差。計(jì)算飽和吸附量 血時(shí)，我們將c/c作線性擬合，去掉最后一個(gè)點(diǎn)后，線性相 關(guān)程度仍然不是很高，R僅有0.95，說明實(shí)驗(yàn)存在一定的誤差。5.計(jì)算所得的正丁醇分子的橫截面積S0= 26.9 ?2，與查閱文獻(xiàn)得到 S0=(2432)?2相比，

18、在理論范圍內(nèi)，但測量結(jié)果偏小。4.3討論在實(shí)驗(yàn)過程中，我的毛細(xì)管出泡不穩(wěn)定， 總是一下出好幾個(gè)泡，然后過一會(huì)不出泡, 但間隔時(shí)間是差不多的，清洗了好幾次都沒有變化(即使用丙酮洗過也沒用)。但通過 觀察儀器測量值發(fā)現(xiàn)每次出泡時(shí)的最大壓差是差不多的，只是由于一次出很多個(gè)泡，壓 差的最小值波動(dòng)較大，且與最大值相差也較大?？紤]到最后結(jié)果與理論相符合較好，說明最大壓差測量的數(shù)據(jù)是比較最準(zhǔn)確的。之 所以會(huì)產(chǎn)生一次出好幾個(gè)泡， 可能是因?yàn)槊?xì)管內(nèi)部不太均勻?qū)е乱粋€(gè)泡的分為好幾個(gè) 泡一起出，因?yàn)槌龆鄠€(gè)泡，所以壓力減少較多，因此最大值與最小值相差會(huì)較大。4.4誤差分析1.Langmuir公式是建立在理想表面和理

19、想吸附層概念的基礎(chǔ)上，反映了理想 吸附的規(guī)律。而實(shí)際實(shí)驗(yàn)中難以達(dá)到理想模型中的假定情況，必然存在一定偏差。本實(shí)驗(yàn)用到的Langmuir等溫方程式是一個(gè)理想方程，其假定吸附分子之間 無相互作用，且為單分子層吸附，但是這一假設(shè)在實(shí)際中是不存在的，隨著濃度上升，吸附分子間的相互作用也越來越強(qiáng)，不可忽略。而且表面活性劑 在水溶液中的存在形式多種多樣，除了極性基團(tuán)吸附于水表面，高濃度時(shí)還可能存在溶液中的單體、球形膠束、反膠束、棒狀膠束、層狀膠束、微乳液、單室泡囊、多室泡囊等結(jié)構(gòu)，少量雜質(zhì)都可能促使以上結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，這也 是Langmuir等溫方程式偏離實(shí)際溶液體系的原因。2.我們得到表面張力3與濃度C關(guān)系時(shí)

20、采用的是多項(xiàng)式擬合的辦法，但是我們 并不能確定表面張力 O與濃度C呈多次方關(guān)系，也可能是其他函數(shù)形式，且 擬合的次數(shù)受測量數(shù)據(jù)的影響較大，不同次數(shù)的函數(shù)模型擬合系數(shù)也有較大 差異，而擬合的次數(shù)的高低對(duì)后續(xù)的計(jì)算存在較大的影響，因此將引入較大 的誤差。3.隨著溶液的濃度增大，粘度變大，使得氣泡不能均勻溢出，存在多個(gè)氣泡溢 出一同爆破的情況，對(duì)壓力的測量存在較大誤差。而且如果每組實(shí)驗(yàn)如果氣 泡產(chǎn)生的速率不一樣，會(huì)使實(shí)驗(yàn)不平行，造成誤差。在做實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)， 在洗凈毛細(xì)管的前提下， 首先要使溶液的溫度穩(wěn)定 后再測量可以使氣泡均勻產(chǎn)生。溶液在升溫的過程中， 溶液可能會(huì)產(chǎn)生氣泡 堵住毛細(xì)管。4.5.6

21、.7.8.隨著溶液濃度的增大， 溶液會(huì)進(jìn)入毛細(xì)管中，并使其中產(chǎn)生氣泡使毛細(xì)管堵 住，造成讀數(shù)飆升。這時(shí)，我們可以使蠕動(dòng)泵快速抽氣，或用洗耳球向毛細(xì) 管中吹氣。發(fā)現(xiàn)這種方法很好，可以使示數(shù)至少穩(wěn)定一分鐘。數(shù)據(jù)處理中，是選取連續(xù)的六個(gè)波峰的值作為最大壓差的，那么數(shù)據(jù)的選取受人主觀因素的影響較大，可能不能完全的體現(xiàn)數(shù)據(jù)的代表性。實(shí)驗(yàn)中要求每次測量時(shí)，毛細(xì)管應(yīng)保持豎直，且端面應(yīng)與液面相切，而在實(shí)驗(yàn)中由于多次更換溶液，重新組裝儀器，使得很難做到這一點(diǎn)。微壓差測量儀的本身精度有限，只能精確到整數(shù)位，這會(huì)造成較大的誤差， 而且其響應(yīng)時(shí)間也較長。本實(shí)驗(yàn)由于移液體積較小，使用吸量管和容量瓶配置溶液會(huì)產(chǎn)生一定誤差

22、。毛細(xì)管的端口不平整，對(duì)產(chǎn)生均勻氣泡會(huì)有一定影響。9.實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各部分接口進(jìn)行密封，若產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。，雖采用在接口處滴蒸餾水進(jìn)行液封的辦法來進(jìn)行密封，但不能保證完全密封。10. 正丁醇對(duì)水的溶解性不是很好，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用容量瓶定容時(shí)，必須劇烈 搖晃容量瓶才能使正丁醇充分溶解，否則會(huì)掛在管壁上，造成濃度的誤差。 而且由于正丁醇具有揮發(fā)性，在配制與靜置過程中正丁醇可能會(huì)揮發(fā)，導(dǎo)致 溶液濃度下降。11. 待測溶液的潤洗不能將溶液清洗徹底，故在測定正丁醇表面張力時(shí)，溶液實(shí) 際濃度可能會(huì)不同程度地低于設(shè)定濃度，造成一定的誤差。12. 將毛細(xì)管插入與溶液頁面相切的位置不是很好判斷，全屏肉

23、眼觀察，很有可 能造成不相切以及實(shí)驗(yàn)不平行，從而造成實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中觀察到，由于表 面張力存在，液體在毛細(xì)管外側(cè)總會(huì)凸起，這樣從溶液上方很難觀測到毛細(xì) 管與液面是否處于同一水平線，同樣，從下方也會(huì)看到毛細(xì)管總有一部分在 液面以下，故難以判斷毛細(xì)管與液面是否處于同一水平線。13. Gibbs 吸附公式適用于稀溶液，而本實(shí)驗(yàn)中后面幾個(gè)點(diǎn)濃度已經(jīng)較高，可能 Gibbs 吸附公式已經(jīng)出現(xiàn)偏差。 而且本次實(shí)驗(yàn)使用的公式中用濃度代替活度， 會(huì)造成誤差，而且濃度越大，其與活度的偏離程度就越大。4.5 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)中我們采用最大氣泡壓力法測定了一系列不同濃度的正丁醇水溶液的表 面張力，并根據(jù) Gibbs

24、吸附公式和 Langmuir 等溫方程式得到了表面張力與溶液吸附 作用的關(guān)系，利用它來研究溶液中的吸附作用。得到了正丁醇溶液的飽和吸附量，并 進(jìn)一步計(jì)算出單個(gè)正丁醇分子的橫截面積，基本完成了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。本?shí)驗(yàn)的原理和操作都比較簡單，但是實(shí)驗(yàn)測量過程中必須仔細(xì)，盡量較少誤差 產(chǎn)生因素。如最重要的就是毛細(xì)管的清洗工作，否則氣泡可能不能連續(xù)穩(wěn)定地通過， 而使壓力計(jì)的讀數(shù)無法穩(wěn)定。 另外實(shí)驗(yàn)中測量每組不同濃度的溶液后也盡量清洗干凈 并潤洗，減小誤差。調(diào)整毛細(xì)管垂直與否也非常的關(guān)鍵， 要從多角度觀察， 而且毛細(xì)管下端要與液面 相切，太靠下會(huì)影響增加液體壓力，太靠上與液面幾近分離會(huì)導(dǎo)致不能產(chǎn)生氣泡， 使壓力

25、差逐漸增大。表面張力和溫度有關(guān)， 因此要提早將溶液恒溫， 等溶液恒溫后再測量； 測量時(shí)要 注意出泡速率，不要太快。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理也很關(guān)鍵， 運(yùn)用好的數(shù)學(xué)模型可以獲得線性相關(guān)系數(shù)更高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，合理分析后也可以適當(dāng)取舍不合適的數(shù)據(jù)段進(jìn)行計(jì)算。5. 心得與體會(huì)通過這次實(shí)驗(yàn)， 我們掌握了研究表面化學(xué)問題的一些方法。 在表面化學(xué)中， 表面 張力是一個(gè)非常重要的物理量。在這次實(shí)驗(yàn)中，我們通過最大氣泡壓法測定了正丁 醇溶液的表面張力，并且加深了對(duì)于吸附現(xiàn)象的理解。對(duì)于發(fā)生正吸附的表面活性 物質(zhì)，吸附可以使系統(tǒng)的表面張力降低，而吸附是大致符合 Gibbs 吸附方程和 Langmuir 吸附等溫式的。 這次實(shí)驗(yàn)

26、為我們以后研究表面化學(xué)問題提供了手段和方法。6. 參考文獻(xiàn)1物理化學(xué)（第五版）下冊(cè) .傅獻(xiàn)彩,沈文霞 ,姚天揚(yáng) ,侯文華.高等教育出版社 .2006,1. 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)溶液中的吸附作用和表面張力的測定（講義）學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心白金板法測試液 -氣表面張力和液 - 液界面張力的儀器和方法 . 施建輝，李媛媛，賈 兆君 . CN201010147085.8234拉環(huán)法測定液體表面張力 . 陳鳳鳳 , 顧文秀 , 鄭秋容 ,鮑明偉 .廣東化 工.2011,06,38,218, 208-2095軸對(duì)稱懸滴法液體表面張力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) . 張小龍 ,呂萍, 趙貫甲 .物 理實(shí)驗(yàn) .2016,01,

27、74-786用滴體積法測定泡沫液表面張力的實(shí)驗(yàn) 研究.牛永玲 . 煤礦安全 .1996,12,157Langmulr 等溫式應(yīng)用于溶液的等溫吸附實(shí)驗(yàn) . 杜競杉 . 實(shí)驗(yàn)室研究與探索 . 2014, 33,10,207-2108大氣泡法測定溶液表面張力的實(shí)驗(yàn)探討. 曹紅燕 , 李建平 , 董超, 胡瑋.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2006,08,239物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) .董迨傳 ,鄭新生 .河南大學(xué)出版社 .199710CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th Edition 2010附文1.實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)前：氣壓實(shí)驗(yàn)后：氣壓100.77 kpa 氣溫：20.8

28、C100.80 kpa 氣溫：21.3 C恒溫槽溫度：正丁醇密度：正丁醇分子量：74.12g/mol水的表面張力 cH0(30C)=71.40 X10-3N/m30.00 C0.8098g/mL2.出泡時(shí)的最大壓力差記錄出泡時(shí)的最大壓力差如下表所示:V(正丁醇)/mL0.000.400.801.201.602.002.402.80c(正丁醇)/(mol/L)0.000000.043710.087430.131140.174850.218560.262280.30599最大壓差 h/Pa386.51328.14296.59272.08251.96238.65222.70216.17383.613

29、25.96295.51270.99252.50237.56221.61216.53384.70325.60294.78273.17250.33236.48223.79216.17386.87326.69295.87269.36251.42237.93222.70215.81385.78327.05295.14271.54250.87237.56223.06216.17385.06327.77296.96270.45251.42236.11222.34215.81平局值h/Pa385.42326.87295.81271.27251.42237.38222.70216.11附表1不同濃度的正丁醇水

30、溶液出泡時(shí)的最大壓力差表3.毛細(xì)管常數(shù)的計(jì)算查得30 C時(shí)水的表面張力為:丫水(30 C ) = 0.07140 N/m由公式K = 丫水/ h得：-4K = 1.853 W m4.正丁醇溶液表面張力-4C30 C =1.8 53*10 * hV（正丁醇）/mLc（正丁醇）/（mol/L）平均最大壓差 h/Pa030 /N m-10.000.0000385.420.071400.400.0437326.870.060550.800.0874295.810.054801.200.1311271.270.050251.600.1749251.420.046582.000.2186237.380.0

31、43982.400.2623222.700.041262.800.3060216.110.04004附表2不同濃度的正丁醇水溶液的表面張力5. CT- C曲線對(duì)C30 C - C曲線做1-6次多項(xiàng)式擬合0.075 1 QPolynomial Fit of Sheetl B"a"0,070 -Equationy = Intercept + BTxPIcrtaWeightNo WeightingIntercept0 06578 70.00213Bl-O.O950S ?0,0119Residual Sum of Square6.S1541E-5R-SquareCOD)091545

32、Adj. R-Square0.901360,065 -0.050 -0 045-0,040-_ 0.060 - E0.055-O0.000.050.100J50.200.250.300.35C (mol/L)附圖1 一次多項(xiàng)式擬合Polynomial Fit of Sheetl B00.075 qEquationy = Intercept +B2*x20,070 =PlotCT-WeightNo Weighting0.065 -Intercept0.07 藥 02479E-B1-0 19254 70 015150.060 -B20.3153S 70.047620.075 n0,070 -0,0

33、65 -_ 0.060 - E , 壬 0.055-O0.050 -0.045-0,040-0.0750.070 -0.065 -附圖2二次多項(xiàng)式擬合 aPolynomial Fit of Sheet 1Equationy = Intercept + BVxl + B2*x2 + B3*/3PlotaWeightNo WeightingIntercept0.07097 76 578S3E-4B1-0 25035 70.02006B20.82081 ?0 15936B3-1 10007 70.34174Residual Sum of Squa1.93677E-6R-SquareCOD)0.997

34、6Adj. R-Square0.9956、0.000.050.100J50.200.250.300.35C (mol/L) OPolynomial Fit of Sheet 1 BP'Equationy = Intercept + B2*x性+ 0于對(duì)3 + 84* xMPlotaWeightNo WeightingIntercept0.07133 ?3.14e5eE-4B1-0.306$S ?0.016eiB21.77464 0.2423IB3-6.13143 71 266330.075 10.070 -0.065 -_ 0.060-E0.055b0.050 -0.045-0,040

35、-0.075 10.070 -0.065 -附圖4四次多項(xiàng)式擬合 aPolynomial Fit of Sheetl BP"Equationy = Intercept +十 B2*x2 + B3*x3 + B4*x4 + B5*PlotljAC aWeightNo WeightingIntercept0.07137 73.20404E-4B1-0 32965 ?O 02909B22 42299 70.7064B3-12 lSe2 ?e269SlB43Ci.B3ee4 723.13M2E5-29,56570 7M.1155BResidual Sum of Squares2.05ieE-

36、7R-Square(COD)0 99974Adj. R-Square0.99910.000.050.100J50.200.250.30035C (mol/L) QPolynomial Fit of Sheetl B''a"EquationX*2 + B3*X*3 + B4*X*4 + 對(duì)5 + B6 對(duì)6PlotCTWeightNo WeightingIntercept0.0714 ?a.06445E-5Bl0.3346 7q.013S1B26.01937 70.50242A &Ofty = Intercept + Bl 唧 1 + B2* BS*0.0750

37、；070 -0.065 -_ 0.060-E ,0.055b0.050 -0.045-0,040-附圖6六次多項(xiàng)式擬合 Polynomial Fit of Sheetl B"a''Equationy = tntcept + ai "k*1 +03、)(乜 + &4'!嗚 + &6時(shí)& +日計(jì)7PiptOWeightNo WeightingInlercept0.(1714 7-El-0.36047 ?-B2J.27974 ?-B3-15.aS495 7-B4-16.09006 r-Q5701.14732 ?-B6-?571.0eBQ3 7-B73075.07326?-Residual Sum of Squares0R'Square(COD)1陽i R-Squpne-0.000.050.100J50.200.250.300.35C (mol/L)附圖7七次多項(xiàng)式擬合（實(shí)際為插值，不是擬合了）擬合曲線次數(shù)1234567Ad