表面张力的测定实验报告分析

1、浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称：溶液表面张力的测定姓名成绩班级学号同组姓名实验日期15年12月28日指导教师签字批改日期年 月日(1) 实验目的1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术2、通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附 量关系的理解3、学习使用Matlab处理实验数据(2) 实验原理1、 表面自由能：从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总的自由能减小的过程。如欲使液体产生新的表面 A，则需要对其做功。功的大小应与 A成 正比：-W二匚 A2、溶液的表面吸附：根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时

2、，表面层中溶质的浓度应比溶 液内部大，反之，溶质使溶液的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。这种表面浓 度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。显然，在指定温度和压力下，吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。Gibbs用热力学的方法推导岀它们间的关系式->0，溶质能减少溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附，此类物质叫表面活性物质2 ）当0时,-<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度小于内部的浓度，称为负吸附，此类物质叫非表面活性物质。由L c CCT""RT)T可知：通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同

3、浓度下溶液的表面吸附量。有Langmuir等温方程式表3、饱和吸附与溶质分子的横截面积：吸附量 】浓度C之间的关系,K 示：-4、最大泡压法：序添入图下面相应位置：图 11-4(3) 实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编号顺1.恒温套管 2.毛细管 3.数 字式微压差测量仪4. 滴液瓶5.烧杯 6.连接橡皮管(4) 简述实验所需测定参数及其测定方法:1、测定各浓度试剂在 25C的压强，2、根据7 P=K，可用蒸馏水的压强差求岀 K值，也就是毛细管常数。 3、 根据:/ P=K，可求岀各浓度的 值。4、通过excel作二-c图，作一-C图，可根据 rc=1/K，求出饱和 吸附

4、量的值。(5) 实验操作要点：溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。因此除事先用热的洗液清洗它们以外，每改变一次测量溶液必须用待测的溶液反复洗涤它们，以保证所测量的溶液表面张力与实际溶液 的浓度相一致。并控制好出泡速度、平稳地重复出现压力差。而不允许气泡一连串地出。洗涤毛 细管时切勿碰破其尖端，影响测量。温度对该实验的测量影响也比较大，实验中请注意观察恒温 水浴的温度，溶液加入测量管后恒温 10min后再进行读数测量。？二、实验操作及原始数据表 (20分)1、记录数据表格:止丁醇 溶液浓 度mol dm-300.010.0250.050.10.150.20.25P-0.463-0.

5、493-0.468-0.422-0.396-0.349-0.324-0.298P-0.464-0.489-0.471-0.419-0.403-0.353-0.323-0.301-0.455-0.487-0.463-0.414-0.393-0.347-0.327-0.294T4-0.390-0.438-0.436-0.403-0.350-0.315-0.299-0.264T5-0.410-0.465-0.423-0.395-0.360-0.314-0.304-0.279T6-0.350-0.447-0.407-0.331-0.366-0.305-0.302-0.274压差读数KPa-0.422-

6、0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.2852、25C 时水的表面张力为71.97X 10-3N m-1，以 7'P=K求出所使用的毛细管常数。71.97 10* 0.422=-0.1705三、数据处理结果（30分）作正丁醇的二-C图作正丁醇吸附等温线ro正丁醇饱和吸附量O正丁醇饱和吸附量： ro1/K=1 -,0.7372=1.356 正丁醇分子截面积So=1/roN （N为阿佛加得罗常数）So=1/01=0.7372 6.02 1023 =4.438 1023容量瓶编号12345678溶液浓度mol dm-00.010.0250.050.100

7、.150.200.25压差读数KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.285正丁醇水溶液3?*10-71.9780.1475.8767.6964.4556.4453.3748.59正丁醇水溶液1*10-5056.05135.9258.3466.7632.4761.6860.0正丁醇水溶液的 C/R102）00.17840.18400.19360.21430.23720.26260.29079-'2 -=K X :P2 =-0.1705X -0.470=80.14X 10"3N- m1* :-1 3 -:K X :P3 =

8、-0.1705X -0.445=75.87X 10"3N- m19 -4 -=K X :P4 =-0.1705X -0.397=67.69-3-1X10 N - m9 -'5 =:K X :P5 =-0.1705X -0.378=64.45X 10"3N- m19 -6":K X :P6 =-0.1705X -0.331=56.44-3-1X 10 N- m£ : -1 7 -=K X :P7 =-0.1705X -0.313=53.37X 10"3N- m19-1 8 -:K X :P8 =-0.1705X -0.285=48.59X

9、 10"3N- m1厂C ,5-2- 2RT（&）t=63.79X 10 mo1 m四、思考讨论题（20分）1. 溶液表面上的 吸附”现象是怎样表现的？为什么会出现溶液表面的吸附现象？ 答：在溶液的表面层中的物质浓度与溶液内部物质浓度不同的现象叫“吸附”。 出现表面吸附现象的原因是能量最低原理2. 液体的表面张力大小与哪些因素有关？答：与该液体所处的温度、压力、液体的组成以及与之共存的另一相的组成有3. 用最大气泡压力法来测量表面张力时，毛细管尖端为何要刚好接触液面？答：如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的压 力。4. 本实验结果准确与否关键决定哪些因素？答：本实验结果准确的关键在于仪器必须洗涤清洁，毛细管应保垂直，其端