C22溶液表面吸附的测量 2.doc

溶液表面吸附的测量1、 实验目的1、掌握最大气泡法测定溶液表面张力的原理和方法。2、根据Gibbs吸附方程式计算溶质在单位溶液表面的吸附量，并作出-c的图像。2、 实验原理纯物质液体的表面层与本体组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能收缩液体表面。对于溶液则不同：若加入的溶质能降低溶剂表面张力，则表面层的浓度比溶液本体的浓度大；若溶质使溶剂表面张力升高，则表面层的浓度比溶液本体小。Gibbs吸附方程：=-c*(/c)/RT其中，为溶液表面吸附溶质的量，为表面张力，c为溶液浓度。在一定温度下，测定不同浓度溶液的表面张力，以表面张力对浓度作图，求不同浓度时的(/c)T值。3、 试剂与仪器 微压差测量仪、表面张力测量玻璃仪器、恒温槽、容量瓶、烧杯、洗瓶、无水乙醇。4、 实验步骤 1、根据制定浓度称量无水乙醇，并用50ml容量瓶配制不同浓度0.5-6.0mol/L乙醇水溶液。 2、读出室温为25，所以设定恒温槽温度为30。 3、在洗净的表面张力仪中加入适量去离子水，通恒温水10min以上。调节液面高低，使得玻璃毛细管下端刚好与液面相切。 4、将毛细管与乳胶管断开，内外处理干净。再调节毛细管使其下端与液面相切。使微压差测量仪通大气，按下“置零”按钮。然后将毛细管与乳胶管连接。 5、缓缓打开漏斗活塞，使水慢慢滴下，当毛细管下部气泡稳定形成（5-10秒一个）时，读取微压差测量仪压力差示数最大值，读三次。 6、将去离子水换做其他溶液，进行同样的操作。每次换液时，都要用待测液清洗表面张力仪三次，并处理干净毛细管（用吹气法）。为了节省时间，实验时先将待测溶液的容量瓶放入恒温槽内，放入表面张力仪后再恒温3-5min。5、 数据记录与处理1、 室温：25.3，水浴温度：30。 在30下纯水的表面张力为71.18mN/m。编号012345678预计浓度mol/L00.71.42.12.83.54.24.95.6实际乙醇质量01.613.224.836.468.139.6711.2812.89实际浓度mol/L00.70 1.40 2.10 2.81 3.53 4.20 4.90 5.60 Pmax/Pa568475420376346323306279269Pmax/Pa574475421376347322307279269Pmax/Pa570476420375346322306278268Pmax/Pa570.67 475.33 420.33 375.67 346.33 322.33 306.33 278.67 268.67 表面张力/mN/m71.1859.29 52.43 46.86 43.20 40.20 38.21 34.76 33.51 (/c)T/E-3-9.933 -8.851 -7.768 -6.686 -5.603 -4.521 -3.438 -2.356 -1.274 表面吸附mol/m202.46E-064.31E-065.57E-066.25E-066.33E-065.73E-064.58E-062.83E-06由已知纯水表面张力的Pmax/Pa，可求得r=2/Pmax=0.24946116m2、 表面张力-c曲线的图像：从sc图可以得到：=f（c）=65.20973-9.93305c+0.77317 c2微分后得到切线方程：=f（c）=-9.93305+1.54634c mN*mol-1*m2在光滑曲线上选取8个不同浓度点，带入上述微分方程，得到8个不同浓度下的切线斜率，如上表中。3、表面吸附量-c曲线的图像：由，可以得到不同浓度溶液的吸附量的值，作曲线。 6、 思考题1、 实验前为什么一定要确保表面张力仪和毛细玻璃管的洁净？ 答：如果不干净的话，也会对溶液表面张力造成一定影响，从而不能准确的测出溶液的表面张力。2、 为什么不直接测定毛细管的半径而用标定的方法？ 答：毛细管的半径太小了，不容易直接测量且测量误差会比较大，而测量的话因为30摄氏度时去离子水的表面张力是确定的，利用公式=Pmax*r/2会更加方便准确