表面張力的測定實驗報告分析

浙江萬里學院生物與環(huán)境學院化學工程實驗技術實驗報告實驗名稱：溶液表面張力的測定姓名成績班級學號同組姓名實驗日期15年12月28日指導教師簽字批改日期年月日實驗目的1、掌握最大氣泡法測定表面張力的原理和技術2、通過對不同濃度正丁醇溶液表面張力的測定，加深對表面張力、表面自由能和表面吸附量關系的理解3、學習使用Matlab處理實驗數據實驗原理1、表面自由能：從熱力學觀點看，液體表面縮小是一個自發(fā)過程，這是使

體系總的自由能減小的過程。如欲使液體產生新的表面AA,則需要對其做功。功的大小應與AA成正比：-W=qAA<0T時，「>0，溶質能減2、溶液的表面吸附：根據能量最低原理，溶質能降低溶液的表面張力時，表面層中溶質的濃度應比溶液內部大，反之，溶質使溶液的表面張力升高時，它在表面層中的濃度比在內部的濃度低。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。<0T時，「>0，溶質能減方法推導出它們間的關系式「=-RTUt⑴當>0面活性物質。（2）當'*有時，r<0，溶質能增加溶劑的表面張力，溶液表面層的濃度小于內部的濃度，稱為負吸附，此類物質叫非表面活性物質。由>0面活性物質。（2）當'*有時，r<0，溶質能增加溶劑的表面張力，溶液表面層的濃度小于內部的濃度，稱為負吸附，此類物質叫非表面活性物質。由3、飽和吸附與溶質分子的橫截面積：吸附量「濃度c之間的關系，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）實驗裝置與流程：將燃燒熱實驗的主要設備、儀器和儀表等按編號順序添入圖下面相應位置：恒溫水出口

恒溫水進口n661圖11-4最大氣泡法測表面張力裝置21.恒溫套管2.毛細管3.數字式微壓差測量儀4.滴液瓶5.燒杯6.連接橡皮管（4）簡述實驗所需測定參數及其測定方法：1、測定各濃度試劑在25r的壓強，2、根據q/AP=K,可用蒸餾水的壓強差求出K值，也c就是毛細管常數。3、根據q/AP=K,可求出各濃度的b值。4、通過excel作°一c圖，作--c圖，可根據「81/K，求出飽和吸附量的值。（5）實驗操作要點：溶液濃度的準確性和所用毛細管、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洗滌它們，以保證所測量的溶液表面張力與實際溶液的濃度相一致。并控制好出泡速度、平穩(wěn)地重復出現(xiàn)壓力差。而不允許氣泡一連串地出。洗滌毛細管時切勿碰破其尖端，影響測量。溫度對該實驗的測量影響也比較大，實驗中請注意觀察恒溫水浴的溫度，溶液加入測量管后恒溫10min后再進行讀數測量。二、實驗操作及原始數據表（20分）1、記錄數據表格: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KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.2852、25°C時水的表面張力為b=71.97X10-3N?m-i,以a/AP=K求出所使用的毛細管常數。K=CAPK=CAP71.97x10-3八=-0.—0.4221705三、數據處理結果（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——對數（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）。So=1/fsN=0.7372x6.02x1023=4.438x1023容量瓶編號12345678溶液濃度mol-dm-300.010.0250.050.100.150.200.25壓差讀數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濃度與溶液內部物質濃度不同的現(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？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測量表面張力時，毛細管尖端為何要剛好接觸液面？答：如果毛細管尖端插入液下，會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。本實驗結果準確與否關鍵決定哪些因素？5.本實驗在數據處理過程中引入