C22溶液表面吸附的测量 2

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1、溶液表面吸附的测量一、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Γ，并作出Γ-c的图像。二、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：Γ=-c*(аσ/аc)/RT其中，Γ为溶液表面吸附溶质的量，σ为表面张力，c为溶液浓度。在一定

2、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(аσ/аc)T值。三、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。四、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

3、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。五、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

4、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/L00.701.402.102.813.534.204.905.60ΔPmax/Pa①568475420376346323306279269ΔPmax/Pa②574475421376347322307279269ΔPmax/Pa③570476420375346322306278268ΔPmax/Pa570.67475.33420.33375.67346.33322.3

5、3306.33278.67268.67表面张力σ/mN/m71.1859.2952.4346.8643.2040.2038.2134.7633.51(аσ/аc)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Γmol/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ΔPmax/Pa，可求得r=2σ/ΔPmax=0.24946116m2、表面

6、张力σ-c曲线的图像：从s～c图可以得到：σ=f（c）=65.20973-9.93305c+0.77317c2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Γ-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。一、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、

7、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σ=ΔPmax*r/2会更加方便准确。二、实验误差分析实验时对于毛细管末端与液面相切的控制可能会有偏差，如果插入过深时，毛细管内会有一段水柱，产生压力Pˊ，则测定管中的压力Pr会变小，△pmax会变大，测量结果偏大。