【化学工程与工艺专业】【毕业设计】水+醇二元体系表面性质研究

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1、（20届）毕业设计水+醇二元体系表面性质研究16摘要:采用自动界面张力仪分别测定甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇与水成的四个二元体系在298.15K，303.15K，308.15K三种温度下的表面张力分析并计算了这四个二元体系在上述三个温度下的过量表面张力，进行了不同温度下的作图对比。从分子相互作用角度讨论了这些二元体系表面性质的变化规律。关键词:二元体系；表面张力。16Abstract:Theautomaticdeterminationofinterfacialtensionapparatusweremethanol,ethanol,propanol,isopropylalcohol

2、andwaterintothefourbinarysystems298.15K,303.15K,308.15Kthreetemperatures,andcalculatedthesurfacetensionofthisFourbinarysystemsoverthethreetemperaturesthesurfacetension,werecomparedunderdifferenttemperaturemapping.Discussedintermsofmolecularinteractionsofthesesurfacepropertiesofbinarysystemswe

3、restudied.Keywords:componentsystem;surfacetension.16目录l摘要4l绪论7l1.1表面张力的介绍7l1.2选题的背景与意义72.1实验试剂与仪器82.11实验试剂82.1.2仪器及玻璃器皿82.2溶液的配制92.2.2乙醇溶液92.2.3正丙醇溶液102.3实验内容112.4实验测定方法112.4.1实验仪器-自动界面张力仪112.4.2实验步骤11l3结果与分析123.1实验数据123.1.1表面张力的测定123.2结果与讨论16l结论17l致谢18l参考文献1916绪论1.1表面张力的介绍液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿

4、表面作用于任一界线上的张力。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。表面张力是液体重要的物理性质参数，是影响各种化学反应和生物反应的关键因素之一，也是化学工程计算中必不可少的基础物性参数。表面张力无法直接通过热力学微分关系式从状态方程导出，精确可靠的表面张力实验数据只能通过精密测量得到[3]。表

5、面张力的测定方法分静态法和动态法。静态法主要有毛细管上升法、最大气泡压力法、DuNouy吊环法、Wilhelmy吊片法、滴重法和滴体积法等；动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。1.2选题的背景与意义表面张力是重要的热物性参数之一，与诸多工业领域密切相关，如矿物浮选、化工生产、食品药品加工、制冷工程等；目前已有多种计算表面张力的理论方法，其中密度梯度理论考虑了流体界面密度的梯度变化以及分子分布的不均匀性，概念清晰简洁、计算精度高，受到了广泛关注。醇类物质及其混合物有着广泛的应用，不仅被用于制造新型替代燃料，化纤生产等的重要原料，由于其对有机物的优良溶解性，也被应用于萃取、精馏等化

6、工过程。而含醇混合体系由于氢键作用均为缔合体系，具有高度非理想性，因此对其热物性的描述具有相当难度。如何预测这类特殊体系的表面张力是学者们关注的重要学术问题之一，将密度梯度理论的扩展到该类体系，对于完善理论方法有重要意义。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为零，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许

7、多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能。16实验部分2.1实验试剂与仪器2.11实验试剂甲醇，乙醇，正丙醇，异丙醇均为分析纯，分别由中国杭州化学试剂有限公司，国药集团化学试剂有限公司，浙江临安青山化工试剂厂有限公司提供。各纯物质的部分物性见表2-1。表2-1纯物质在20℃的物性[14]物质名称相对分子质量密度/g.cm-3表面张力mN/m甲醇32.040.804822.07乙醇46.070.808924.11正丙醇60.