《论文_实验十二溶液中的吸附作用和表面张力论文(定稿)》

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1、溶液中的吸附作用和表面张力的测定摘要：本实验利用最大气泡压力法测定了液体表面张力，即测定气体从毛细管口逸出时的气压，此时气压的作用力略大于毛细管口溶液的表面张力；并通过对不同浓度下表面活性物质正丙醇溶液的表面张力和浓度之间的关系，求得溶液界面上的吸附量和单个正丁醇分子的截面积.关键词：吸附作用表面张力最大气泡压力法表面活性物质Abstract:Thisexperimentutilizedthebiggestbubblepressuremethod,whichmeansmeasuretheairpressurewhenbubbl

2、eisdefusingfromcapillarytube,thatmomentforceofairabitmorethanthesurfacetension,tomeasuresurfacetension.Than,onbasisofthelinkingbetweenthesurfacetensionofnormalbutanolliquidofdifferentconcentration,calculatetheamountofabsorptiononthesurfaceandthesectionsurfaceofonebu

3、tanolmolecule.Keywords：absorptioneffect;surfacetension;thebiggestbubblepressuremethod;surfaceactivesubstance一、序言液体表面的分子和内部的分子所处的环境不同，因此能量也不同。根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，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。表面张力就是内部分子对表面分子的作用力，它是液体的重要属性之一，与所处的温度、压力、液体的组成共存的

4、另一面的组成等因素都有关。对于溶液，由于溶质会影响表面张力，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。本实验采用最大气泡法法测定液体不同浓度条件下的表面张力，由此计算溶液的表面自由能、最大吸附量、表面活性物质正丁醇的横截面积，并验证了表面化学的相关基础理论。二、实验部分11仪器及试剂：CS50I型超级恒温水浴（重庆试验设备厂）;DMP-2B型数字式微压差测量仪（南京大学应用物理研究所）;恒温套管;水泵;毛细管（半径为0.15—0.2mm）,浸泡于辂酸洗液中；100ml容量瓶（7只）；2ml移液管（1支）；正丁醇溶液（分析

5、纯）。2】设计思路：在一定温度下，吸附量与溶液浓度之间的关系由Langmuir等温方程式表示：化成直线方程，则有；以~c作图可得一直线，由直线斜率即可求出0假设在饱和吸附情况下，正丁醇分子在气-液界面上铺满一单分子层，则可应用下式求得正丁醇分子的横截面积so。有关系式；式中，为阿佛加德罗常数。3］实验过程：恒温水浴25°C。一、毛细管常数的测定。保证装置的密闭性与毛细管的清洁性后，细心调节泵转速，使出泡均匀稳定。注意气泡爆破前数字式微压差测量仪的读数，并用电脑采集数据得到最大的压差值。查得25°C时水的表面张力为（y=71.9

6、7xlO-3Nm-l,以c/Ah=K求出所使用的毛细管常数。二、不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定。移取配制一系列浓度的正丁醇溶液，按照由稀至浓的顺序依次进行测量；重复上一步求得一系列最大压差值。41实验结果：1）毛细管常数K=g/Ah=0.000090m-lo2）表面张力与溶液浓度c的关系:b=0.08085-0.33049*c+1.58991*cA2-4.87276*cA3+6.54079%人4。3）极限吸附量roo=4.99*10-6N/m04）正丁醇分子的横截面积S0=3.33xl0A-19m2.查得文献中的直链醇类横截

7、面积理论值为2.74x10-19-2.89x10-19m2，取二者平均值2.82X10-19,相对误差为:（3.33-2.82）72.82=17%.Io~c图、厂~（?图、c/l、~c图详见后文数据处理］三、讨论：11误差分析本次试验测得的正丁醇分子的横截面积比理论值偏大；厂—c、r-c.c/r-c图与理论曲线大体吻合。本实验的误差来源主要有：①表面张力测量误差：1）由于毛细管管径很小，当正丁醇浓度增大时，体系粘度变大，管壁上容易吸附正丁醇分子，使得气泡冒出很不规则，造成数据波动很大；2）实验要求毛细管底部与液面正好相切，并且

8、毛细管完全垂直，但由于人眼分辨的差异等影响，这很难做到；且每次测量过程的相切情况各不相同。3）毛细管的粗细及磨损程度会对结果造成影响；毛细管太粗则误差较大，过细则易阻塞,气泡难以逸出；4）出泡速度会影响AP值的读数，而出泡速度并不能精确控制使得每次的速度相同；而且在测量过程中