表面张力的测定实验报告

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AA,则需要对其做 功。功的大小应与，A成正比：-W=小2、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，表面

2、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，二：二0.疣 时，ro,溶质能减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出它们间的关系式c = _（）T（i）当RT ；:c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I 0面活性物质。（2）当【比方 时，r 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-工（三）TRT & 可知：通过测定溶液的浓度随表面

3、张力的变化关系可以求得不同浓 度下溶液的表面吸附量。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，有LangmuirK c等温方程式表示：=：一F + K c4、最大泡压法：（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序添入图下面相应位置: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E步本 可用蒸储水的压强差求出 K值，也就是毛细管常数。3、根据a/ iP=K,可求出各浓度的 仃值。4、通过excel作仃-c图，作 - c r图，可根据r

4、=i/K,求出饱和吸附量的值。(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。、实验操作及原始数据表 (20分)1、记录数据表格:止醇 溶液浓 度mol dn-300.010.0250.050.10.150.20.25PP-0.4

5、63-0.493-0.468-0.422-0.396-0.349-0.324-0.298AP2-0.464-0.489-0.471-0.419-0.403-0.353-0.323-0.301AP3-0.455-0.487-0.463-0.414-0.393-0.347-0.327-0.294P4-0.390-0.438-0.436-0.403-0.350-0.315-0.299-0.264AP5-0.410-0.465-0.423-0.395-0.360-0.314-0.304-0.279AP6-0.350-0.447-0.407-0.331-0.366-0.305-0.302-0.274压差

6、读数KPa-0.422-0.470-0.445-0.397-0.378-0.331-0.313-0.2852、25c时水的表面张力为 a = 71.97Xl0-3Nl- m1,以仃/AP=K求出所使用的毛细管常数。/ C- 71.97 10，K=-0. 1705P -0.422三、数据处理结果（30分）作正丁醇的仃-c图正丁醇的OYV -R2-0,5721990.00BO.OO70.0060.0050.00 o 40.0030.0020.0010.000.0000.050.10,150.20.2503正丁醇浓度mol/lr皿丁醇饱和吸附量系列1 线性系列1)r 皿丁醇饱和吸附量：rc=1/K=

7、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)。仃3= Kx&P3= - 0.1705X-0.445=75.87 X 103N m1So=1/roN =0.7372 6.02 1023 =4.438 1023容量瓶编号12345678溶液浓度mol dm300.010.0250.050.100.150.200.25压差t数KPa-0.422-0.47 0-0.445-0.39 7-0.37 8-0.33 1-0.313-0.28 5止醇水溶液-3仃*1071.9780.1475.8767.6964.4556.4453.3748.59止醇水溶液 产10-

8、5056.05135.9258.3466.7632.4761.6860.0止醇水溶液 的 c/ H102)00.17840.18400.19360.21430.23720.26260.2907仃2= kxAP2 = - 0.1705 X-0.470=80.14 X 10-3N- m1仃4= kx&P4 = - 0.1705仃5= KXAP5= - 0.1705X-0.397=67.69 X 10-3N- m1X -0.378=64.45 X 10-3N m1仃6= KXAP6= - 0.1705 X-0.331=56.44 X 10-3NJ- m1仃7= KXAP7 = - 0.1705 X-

9、0.313=53.37 X 10-3N- m1仃8= KXAP8= - 0.1705 X-0.285=48.59 X 10-3NJ- m1g)T =63.79X10 上mol - m2RT ：c四、思考讨论题（20分）.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.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.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。.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，其端部应 保持平整，溶液恒温后，体积略有改变，应注意毛细管平面与液面接触处要相切。 控制好出泡速度、平稳地