表面張力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析

浙江萬(wàn)里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：溶液表面張力的測(cè)定姓名成績(jī)班級(jí)學(xué)號(hào)同組姓名實(shí)驗(yàn)日期15年12月28日指導(dǎo)教師簽字批改日期年月日實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握最大氣泡法測(cè)定表面張力的原理和技術(shù)2、通過(guò)對(duì)不同濃度正丁醇溶液表面張力的測(cè)定，加深對(duì)表面張力、表面自由能和表面吸附量關(guān)系的理解3、學(xué)習(xí)使用Matlab處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)原理1、表面自由能：從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，液體表面縮小是一個(gè)自發(fā)過(guò)程，這是使

體系總的自由能減小的過(guò)程。如欲使液體產(chǎn)生新的表面AA,則需要對(duì)其做功。功的大小應(yīng)與AA成正比：-W=qAA<0T時(shí)，「>0，溶質(zhì)能減2、溶液的表面吸附：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在內(nèi)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)。<0T時(shí)，「>0，溶質(zhì)能減方法推導(dǎo)出它們間的關(guān)系式「=-RTUt⑴當(dāng)>0面活性物質(zhì)。（2）當(dāng)'*有時(shí)，r<0，溶質(zhì)能增加溶劑的表面張力，溶液表面層的濃度小于內(nèi)部的濃度，稱為負(fù)吸附，此類物質(zhì)叫非表面活性物質(zhì)。由>0面活性物質(zhì)。（2）當(dāng)'*有時(shí)，r<0，溶質(zhì)能增加溶劑的表面張力，溶液表面層的濃度小于內(nèi)部的濃度，稱為負(fù)吸附，此類物質(zhì)叫非表面活性物質(zhì)。由3、飽和吸附與溶質(zhì)分子的橫截面積：吸附量「濃度c之間的關(guān)系，有LangmuirKc等溫方程式表示：r=r——s1+Kc4、最大泡壓法:3、4、最大泡壓法:（3）實(shí)驗(yàn)裝置與流程：將燃燒熱實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備、儀器和儀表等按編號(hào)順序添入圖下面相應(yīng)位置：恒溫水出口

恒溫水進(jìn)口n661圖11-4最大氣泡法測(cè)表面張力裝置21.恒溫套管2.毛細(xì)管3.數(shù)字式微壓差測(cè)量?jī)x4.滴液瓶5.燒杯6.連接橡皮管（4）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)所需測(cè)定參數(shù)及其測(cè)定方法：1、測(cè)定各濃度試劑在25r的壓強(qiáng)，2、根據(jù)q/AP=K,可用蒸餾水的壓強(qiáng)差求出K值，也c就是毛細(xì)管常數(shù)。3、根據(jù)q/AP=K,可求出各濃度的b值。4、通過(guò)excel作°一c圖，作--c圖，可根據(jù)「81/K，求出飽和吸附量的值。（5）實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)：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(cè)量溶液必須用待測(cè)的溶液反復(fù)洗滌它們，以保證所測(cè)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)切勿碰破其尖端，影響測(cè)量。溫度對(duì)該實(shí)驗(yàn)的測(cè)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(cè)量管后恒溫10min后再進(jìn)行讀數(shù)測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)操作及原始數(shù)據(jù)表（20分）1、記錄數(shù)據(jù)表格:正丁醇溶液濃度mol-dm-300.010.0250.050.10.150.20.25ap1-0.463-0.493-0.468-0.422-0.396-0.349-0.324-0.298ap2-0.464-0.489-0.471-0.419-0.403-0.353-0.323-0.301AP3-0.455-0.487-0.463-0.414-0.393-0.347-0.327-0.294AP4-0.390-0.438-0.436-0.403-0.350-0.315-0.299-0.264AP5-0.410-0.465-0.423-0.395-0.360-0.314-0.304-0.279AP6-0.350-0.447-0.407-0.331-0.366-0.305-0.302-0.274壓差讀數(shù)KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.2852、25°C時(shí)水的表面張力為b=71.97X10-3N?m-i,以a/AP=K求出所使用的毛細(xì)管常數(shù)。K=CAPK=CAP71.97x10-3八=-0.—0.4221705三、數(shù)據(jù)處理結(jié)果（30分）作正丁醇的。-c圖正丁醇濃度正丁醇濃度作正丁醇吸附等溫線?系列1——對(duì)數(shù)（系列1）「8正丁醇飽和吸附量~....-....正丁醇分子截面積So=1/FsN（N為阿佛加得羅常數(shù)）。So=1/fsN=0.7372x6.02x1023=4.438x1023容量瓶編號(hào)12345678溶液濃度mol-dm-300.010.0250.050.100.150.200.25壓差讀數(shù)KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.285正丁醇水溶液b*10-371.9780.1475.8767.6964.4556.4453.3748.59正丁醇水溶液r*10-5056.05135.9258.3466.7632.4761.6860.0正丁醇水溶液的c/r(102)00.17840.18400.19360.21430.23720.26260.2907b2=KXAP2=-0.1705X-0.470=80.14X10-3N?m-1b3=KxAP3=-0.1705X-0.445=75.87X10-3N?m-1b4=KXAP4=-0.1705X-0.397=67.69X10-3N?m-1b5=KXAP5=-0.1705X-0.378=64.45X10-3N?m-1

b6=KxAP6=-0.1705X-0.331=56.44X10-3N-m-1b7=KXAP7=-0.1705X-0.313=53.37X10-3N-m-1b8=KxAP8=-0.1705X-0.285=48.59X10-3N-m-1r=—￡（色）=63.79X10-5mol-m-22RT6ct四、思考討論題（20分）溶液表面上的“吸附”現(xiàn)象是怎樣表現(xiàn)的？為什么會(huì)出現(xiàn)溶液表面的吸附現(xiàn)象？答：在溶液的表面層中的物質(zhì)濃度與溶液內(nèi)部物質(zhì)濃度不同的現(xiàn)象叫“吸附”。出現(xiàn)表面吸附現(xiàn)象的原因是能量最低原理液體的表面張力大小與哪些因素有關(guān)？答：與該液體所處的溫度、壓力、液體的組成以及與之共存的另一相的組成有用最大氣泡壓力法來(lái)測(cè)量表面張力時(shí)，毛細(xì)管尖端為何要?jiǎng)偤媒佑|液面？答：如果毛細(xì)管尖端插入液下，會(huì)造成壓力不只是液體表面的張力，還有插入部分液體的壓力。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確與否關(guān)鍵決定哪些因素？5.本實(shí)驗(yàn)在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中引入