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《溶液表面吸附的測(cè)量》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、北京理工大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告溶液表面吸附的測(cè)量班級(jí)：09111101實(shí)驗(yàn)日期：2013-6-4-11-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握最大氣泡壓力法測(cè)定溶液表面張力的原理和方法。2、根據(jù)吉布斯（Gibbs）吸附方程式，計(jì)算溶質(zhì)（乙醇）在單位溶液表面的吸附量Γ，并作Γ-c圖。二、實(shí)驗(yàn)原理在定溫下，純物質(zhì)液體的表面層與本體（內(nèi)部）組成相同，根據(jù)能量最低原理，為降低體系的表面吉布斯自由能，將盡可能地收縮液體表面。對(duì)溶液則不同，加入溶質(zhì)后，溶劑表面張力發(fā)生變化。根據(jù)能量最低原理，若溶質(zhì)降低溶劑表面張力，c（表面層）>c（本體）；
2、反之，若溶質(zhì)升高表面張力，c（表面層）0，稱為正吸附。Γ<0，稱為負(fù)吸附。在一定溫度下，測(cè)定不同濃度溶液的表面張力σ，以σ對(duì)c作圖，求不同濃度時(shí)的值。由Gibbs吸附方程求各濃度下的吸附量Γ
3、。-11-本實(shí)驗(yàn)采用最大氣泡壓力法測(cè)定液體表面張力。將待測(cè)液體裝入表面張力儀中，使玻璃毛細(xì)管下端與液面相切，若液體能潤(rùn)濕管壁，則液體沿毛細(xì)管上升形成凹液面，其液面所受壓力為大氣壓力P0和附加壓力ΔP。根據(jù)拉普拉斯（Laplace）方程：②式中：r為彎曲液面曲率半徑；σ為液體與氣體表面（界面）張力。因是凹液面，彎曲液面的曲率半徑r<0，ΔP<0（指向大氣）。圖1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖當(dāng)打開(kāi)漏斗的活塞，讓水緩慢滴入下面密封的加壓瓶中，當(dāng)此壓力差在毛細(xì)管上面產(chǎn)生的作用稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力所能產(chǎn)生的最大作用時(shí)，氣泡就
4、從毛細(xì)管口逸出。氣泡逸出前能承受的最大壓力差為ΔPmax。根據(jù)拉普拉斯方程，毛細(xì)管內(nèi)凹液面的曲率半徑等于毛細(xì)管的半徑r時(shí)，能承受的壓力差最大。則有③-11-④測(cè)定毛細(xì)管的半徑r和ΔPmax即可求得液體表面張力σ。直接測(cè)定毛細(xì)管半徑r容易帶入較大的誤差，可用同一支毛細(xì)管，在相同條件下分別測(cè)出已知表面張力為σ1的參考液體的ΔPmax,1和待測(cè)液體的ΔPmax，由③式得⑤由式⑤可求出其它液體的表面張力σ。三、儀器和試劑微壓差測(cè)量?jī)x表面張力測(cè)量玻璃儀器恒溫槽容量瓶（50ml8個(gè)）燒杯洗瓶無(wú)水乙醇（分析純）四、實(shí)驗(yàn)步驟
5、1、溶液的配置使用0.00001g精度的電子天平稱取無(wú)水乙醇到50mL容量瓶中，加水至刻度線。配置乙醇的物質(zhì)的量濃度分別約為0.7、1.4、2.1、2.8、3.5、4.2、4.9、5.6mol/L的乙醇水溶液，編號(hào)標(biāo)記為為0-8。2、溫度設(shè)定1）、室溫為26.2℃，設(shè)定恒溫水槽的溫度為30℃。2）、將裝有各濃度乙醇水溶液的容量瓶放入恒溫水槽中恒溫。3、裝置準(zhǔn)備1）、洗凈表面張力儀，往其中加入適量去離子水，通恒溫水10min以上-11-，使去離子水恒溫。2）、將毛細(xì)管與乳膠管斷開(kāi)，用洗耳球?qū)⒚?xì)管內(nèi)外處理干凈，
6、將毛細(xì)管放入表面張力儀。3）、調(diào)節(jié)表面張力儀的活塞，使得毛細(xì)管下端剛好與液面相切。4）、使微壓差測(cè)量?jī)x通大氣，按“設(shè)置”鍵，然后將毛細(xì)管與乳膠管連接上。4、去離子水ΔPmax的測(cè)定緩慢打開(kāi)分液漏斗的活塞，使水緩慢滴下，毛細(xì)管上面壓力逐漸增大。調(diào)節(jié)水滴下的速率，當(dāng)毛細(xì)管下端每5-10s產(chǎn)生一個(gè)氣泡時(shí)，記錄下微壓差測(cè)量?jī)x上的最大值，即為ΔPmax值。讀三次，記錄時(shí)取平均值。5、各濃度乙醇溶液ΔPmax的測(cè)定1）、取出在恒溫水槽中恒溫的乙醇水溶液。2）、將表面張力儀內(nèi)的上組溶液排出，用待測(cè)組分溶液潤(rùn)洗表面張力儀2次
7、。將毛細(xì)管與乳膠管斷開(kāi)，用洗耳球吹洗毛細(xì)管，將內(nèi)外殘留的上組溶液除凈。3）、調(diào)節(jié)表面張力儀下方活塞，使得毛細(xì)管下端與液面相切。4）、待測(cè)液恒溫3min后，如上述步驟測(cè)量ΔPmax。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，收拾實(shí)驗(yàn)臺(tái)。五、數(shù)據(jù)記錄和處理1）、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)室溫：26.2℃恒溫水溫度：30℃。查表可知在30℃下，σH2O=71.18mN·m-1實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)如表1所示：表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄-11-編號(hào)012345678預(yù)計(jì)濃度/（mol·dm-3）00.71.42.12.83.54.24.95.6乙醇質(zhì)量/g01.6323.307
8、85.08856.23988.26289.573111.177312.9002溶液體積/ml 50.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.00濃度/(mol/dm-3)00.70851.4362.2092.7093.5874.1564.8525.600ΔP/Pa第1次661630436520387440423395354ΔP/Pa第2次6596294375223844
