中国科大物化实验9 溶液中的吸附作用和表面张力的测定报告
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溶液表面吸附的测定实验报告实验报告:溶液表面吸附的测定实验目的:1. 了解溶液表面张力的测定方法;2. 理解溶液中表面吸附现象的产生和作用;3. 掌握X方法测定特定物质的表面吸附现象。
实验原理:当溶液与固体表面接触时,由于表面活性剂的存在,表面物质会吸附在固体表面上,形成薄膜。
表面吸附现象与溶液温度、浓度、pH值等因素密切相关,其大小与固体表面性质、溶质分子结构、外界环境温度、压力、湿度等因素有关。
实验中,通过添加已知浓度的物质到溶液中,然后分别测定不同浓度下溶液表面张力值,再将数据代入公式计算出表面吸附物质的吸附量。
实验仪器和试剂:1. 表面张力计;2. 磁力搅拌器;3. 鱼油酸钠试剂(0.1mol/L);4. 标准盐酸(0.5mol/L);5. 微量滴定管。
实验步骤:1. 准备工作:清洁实验仪器和试剂瓶口,定量取出所需试剂。
2. 将100mL二甲苯溶液倒入清洁的烧杯中,加入脱氧鱼油酸钠浸泡1小时,搅拌均匀。
3. 用干净针头涂取适量已浸泡好的鱼油酸钠溶液滴到表面张力计的平衡槽中;4. 将磁力搅拌器调整至适当转速,使溶液中的表面张力尽量平衡;5. 记录稳定状态下的表面张力值;6. 依次加入不同浓度的标准盐酸,重复第4-5步操作,测定不同浓度下的表面张力值;7. 计算出不同浓度下的表面吸附物质的吸附量。
实验结果:根据实验数据,我们可以得到如下的表面吸附量数据(单位mg/m2):【表格】实验结论:通过本次实验的测定,我们可以得到不同浓度下的表面张力值及表面吸附量数据。
从实验数据中可以看出,表面吸附量会随着浓度的增加而增加,这与表面吸附物质分子与溶剂分子接触几率增加的结论相符。
通过本实验可进一步认识表面吸附现象,有助于我们深入了解该现象在工业生产和实际应用中的作用。
实验注意事项:1. 实验仪器需保证干净,以免影响实验结果;2. 实验试剂需定量取用,并注意浓度值,以保证实验数据的准确性;3. 操作过程中需严格按照实验流程进行,确认数据和记录结果时应谨慎。
实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期一、实验目的1.了解表面张力的性质,表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。
2.掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。
二、实验原理1.Γ=﹣c/RT×(dσ/d c)T(以σ~c作图→以求出Γ)2.Γ=Γ∞×Kc/(1+Kc)c/Γ=c/Γ∞+1/KΓ∞(以c/Γ~c作图→以求出Γ∞)3.S。
=1/Γ∞N A (以求出S。
)4.σ=K×ΔP三、注意事项1.测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过,而使压差计不稳定,如发生此种现象,毛细管应重洗。
2.毛细管一定要保持垂直,管口刚好插到与液面接触。
3. 在数字式微压差测量仪上,应读出气泡单个逸出时的最大压力差。
四、 数据记录五、 数据处理1.在25℃时σH2O =71.97×10﹣3N /m ΔP =366Pa ∴仪器常数K为∶K =H2OPσ∆=371.9710N m 366Pa⨯﹣/=1.97×10﹣42. 由σ=K ·P ∆得∶3.溶液的表面张力σ与浓度c 的关系曲线4.可求出各点的切线斜率(dσ)T ﹐还可根据Γ=﹣c(d σ)T 5.Γ与c 的关系图6.直线斜率为 9.8×104 L /(m ·mol )1∞Γ=9.8×104 m 2/mol ∴Γ∞=1.02×10﹣5mol /m 2 7.S 0=·1N∞Γ=1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差? 答∶若抽气速度太快,气泡的形成与逸出速度快而不稳定,亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定,不易观察出其最高点而引起的较大的误差。
2.哪些因素影响表面张力测定结果?如何减小以致消除这些实验的影响?答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
实验名称:溶液的表面吸附
实验目的:
用最大气泡压力法测同浓度的醇溶液的表面张力σ,作出σ-c曲线,并计算吸附量;作吸附量Γ对浓度c的曲线,找出最大吸附量Γ∞;掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术
实验原理:
当液体中加入溶质时,体表面张力发生变化,随着溶液的浓度变化不同,表面张力发生的变化也不相同。
附加压力与表面张力成正比,与气泡曲率半径成反比,此本实验采用最大气泡压力法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力
操作步骤:
数据处理:
<第一部分>
由K=
σ
水
∆p水
,求出仪器常数K=-1.3254,记录室温25℃
根据上图可知该温度下最大吸附量Γ∞为60.5×10−11mol∙cm−2 <第二部分>
由K=
σ
水
∆p水
,求出仪器常数K=-1.3304,记录室温35℃
根据上图可知该温度下最大吸附量Γ∞为55.7×10−11mol∙cm−2
分析与讨论:
1.实验时,确保粗细两毛细管插入液面下的位置一致,且橡胶塞密封完好
2.鼓泡速率不能太快也不能太慢,适宜的速率为5-6秒产生一个气泡。
实验中的吸附作用表面张力的测定表面张力测定实验报告实验二十一溶液中的吸附作用和表面张力的测定课程名称物理化学实验实验名称溶液中的吸附作用和表面张力的测定姓名学号专业班级实验日期2011.9.14 一、实验目的1. 了解表面张力的性质,表面能的意义以及表面张力和吸附的关系。
2. 掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。
二、实验原理1.Γ=﹣c/RT×(dσ/dc)T (以σ~c作图→以求出Γ)2.Γ=Γ∞×Kc/(1+Kc)c/Γ=c/Γ∞+1/KΓ求出Γ∞)3. S。
=1/Γ∞N A (以求出S。
)4. σ=K×ΔP 三、注意事项1. 测定用的毛细管一定要洗干净,否则气泡可能不能连续稳定的流过,而使压差计不稳定,如发生此种现象,毛细管应重洗。
2. 毛细管一定要保持垂直,管口刚好插到与液面接触。
∞(以c/Γ~c作图→以3. 在数字式微压差测量仪上,应读出气泡单个逸出时的最大压力差。
四、数据记录五、数据处理1.在25℃时σ3=71.97×10N/m ΔP=366Pa H2O﹣∴仪器常数K为∶K=2.由σ=K· P得∶H2OP=71.97 10N/m366Pa﹣3=1.97×10﹣43.溶液的表面张力σ与浓度c的关系曲线4.可求出各点的切线斜率(d)T﹐还可根据Γ=﹣c(d)T5.c与c的关系图6.直线斜率为9.8×104 L/(m·mol)1=9.8×104m2/mol﹣∴Γ∞=1.02×105mol/m27.S0=1 ·N=1.58×10﹣19m ²六、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?答∶若抽气速度太快,气泡的形成与逸出速度快而不稳定,亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定,不易观察出其最高点而引起的较大的误差。
2.哪些因素影响表面张力测定结果?如何减小以致消除这些实验的影响?答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
溶液表面张力的测定实验报告一、实验目的1、掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的原理和方法。
2、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和表面活性剂分子的横截面积。
3、了解表面张力与溶液浓度之间的关系,加深对表面化学基本概念的理解。
二、实验原理1、表面张力在液体内部,每个分子都受到周围分子的吸引力,合力为零。
但在液体表面,分子受到指向液体内部的合力,使得液体表面有自动收缩的趋势。
要增大液体的表面积,就需要克服这种内聚力而做功。
在温度、压力和组成恒定时,增加单位表面积所做的功即为表面张力,用γ表示,单位为 N·m⁻¹或 mN·m⁻¹。
2、最大气泡压力法将毛细管插入待测液体中,缓慢打开滴液漏斗的活塞,让体系缓慢减压。
当压力差在毛细管端产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时,气泡就会从毛细管口逸出。
此时,气泡内外的压力差最大,这个最大压力差可以通过 U 型压力计测量得到。
根据拉普拉斯方程:\(\Delta p =\frac{2\gamma}{r}\)其中,\(\Delta p\)为最大压力差,\(r\)为毛细管半径,\(\gamma\)为液体的表面张力。
对于同一根毛细管,\(r\)是定值。
只要测出\(\Delta p\),就可以算出液体的表面张力\(\gamma\)。
3、表面吸附与吉布斯吸附等温式在一定温度下,溶液的表面张力随溶液浓度的变化而变化。
当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质在表面层中的浓度比溶液内部大,称为正吸附;反之,当溶质能升高溶剂的表面张力时,溶质在表面层中的浓度比溶液内部小,称为负吸附。
吉布斯吸附等温式为:\(\Gamma =\frac{1}{RT}\frac{d\gamma}{dC}\)其中,\(\Gamma\)为表面吸附量(单位:mol·m⁻²),\(R\)为气体常数(\(8314 J·mol⁻¹·K⁻¹\)),\(T\)为绝对温度,\(C\)为溶液浓度,\(\frac{d\gamma}{dC}\)为表面张力随浓度的变化率。
溶液中的吸附作用和表面张力的测定PB09206xxxAbstract:This Experiment is designed to measure the surface tension of a series of butyl alcohol solutions with different concentration by maximum bubble pressure method. The molecular section area of butyl alcohol can be calculated with the help of Langmuir isothemal equation.关键词:溶液中的吸附作用最大气泡压力法表面张力的测定一、前言表面活性剂在催化、去污、乳化、润湿、起泡以及选矿等工业及日常生活中应用极其广泛,研究这些物质的表面效应具有十分重要的应用价值。
表面张力是重要的物理化学参数,是研究表面压、表面吸附量、分子横截面积等表面效应的基础。
关于表面张力的测定,常见的方法有毛细上升法,环法,吊片法,最大气泡压力法等方法,其中最大泡压法对仪器的要求比较低,精度相对对较高,是测量液体表面张力的一种常见方法。
1二、实验部分1.毛细管常数的测定.按照实验装置示意图,将清洗干净的仪器连接组装好,打开恒温水浴(万和HK-2A超级恒温槽)使仪器稳定在25oC的状态。
取一支毛细管,检查确认没有破损后用铬酸洗液和蒸馏水反复清洗。
毛细管洁净与否将是本实验能否成功的关键。
如果毛细管没有清洗干净将导致实验中无法形成均匀稳定的气泡,影响最终的实验结果。
向洗净的分液漏斗中注入适量的蒸馏水,打开数字式微压差测量仪(DMP-2B),对压强进行校零,将装有毛细管的橡胶塞安装到分液漏斗上,且保证体系有良好的气密性。
打开分液漏斗的活塞,使漏斗内的液面下降至恰好与毛细管口相切,此时压差计的示数为负值或为在零附近的正值,压差计实数过大的话说明体系的密封性存在问题。
【DOC】溶液中的吸附作用和表面张力的测定
吸附作用是指一种物质在表面上形成的极小的颗粒,其主要来源于溶质与固体接触表面之间的力学或化学作用。
它可以增强溶质与固体之间的相互作用强度,从而影响溶质的活性和溶液的物理性质。
由于这种作用,溶液表面生成一个新的“界面”,使原有一种溶液有千变万化的表现。
表面张力是指液体表面承受的力,是液体自身有限的张力表现出来的参数。
它是影响液体流变性能的关键因素之一,也是液体的重要性质之一。
此外,表面张力也影响着液体表面的其他性质,比如:表面活性剂的吸附与混溶能力、表面污染物的吸附能力、溶质的极性和分散性等等。
因此,测定溶质中的吸附作用及溶液表面张力非常重要。
常见的测定溶质中的吸附作用的方法有实验检测和模型预测两种,它们之间相关度很高,能够综合考察不同溶质的吸附作用及其机理。
一般而言,实验检测是介观检测性质,比如:液体表面张力等,而模型预测则可以从微观角度反映溶质之间的相互作用,并能够深入分析吸附作用及其机理。
通常,液体表面张力的测定可以采用传统的实验检测方法,例如:气液界面法、粘度计等。
以气液界面法为例,通过测量小液滴的重量就可以计算出液体表面张力。
其他方法如粘度计测定、机械张力法、上清法等也是测量液体表面张力的常用方法之一;而扫描电镜等技术可以分析吸附过程中液体表面的构型,从而加深对溶质吸附的认知。
本文从实验检测和模型预测的角度讨论了溶质中的吸附作用及表面张力测定的方法与技术,从而为进一步研究和应用提供借鉴与参考。
溶液中的吸附作用和表面张力的测定——最大气泡压力法【摘要】本实验采用最大气泡压力法测定了一系列不同浓度的正丁醇溶液的表面张力,并根据Gibbs吸附公式和Langmuir等温方程式的到了表面张力与溶液吸附作用的关系,用作图法求出了正丁醇分子横截面积,从实验上进一步了解表面张力的性质以及表面张力和吸附的关系,并得到了一个测量表面张力的简单有效而又精确的方法。
【关键词】最大气泡法表面张力吸附作用一、前言正丁醇是一种表面活性物质,可以使溶液表面张力下降。
利用最大气泡压力法,可以测量出正丁醇溶液的表面张力。
根据表面张力与气泡压力的关系,由σ-c曲线可以求出溶液界面上的吸附量和单个正丁醇分子的横截面积(S)。
1、物体表面的分子和内部分子能量也不同,表面层的分子受到向内的拉力,有自动缩小的趋势,表面分子的能量比内部分子大。
体系产生新的表面(∆A)所需耗费功(W)的量,其大小应与∆A成正比。
在等温下形成1m2新的表面所需的可逆功为σ,称为单位表面的表面能,其单位为N·m-1,通常称为表面张力。
2、纯液体情形下,表面层的组成与内部的组成相同,因此液体降低体系表面自由能的途径是缩小其表面积。
对于溶液,溶质会影响表面张力,调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
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。
反之同理 。
这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。
Gibbs 用热力学的方法推导出吸附与溶液的表面张力及溶液的Γ =Tc RT c ⎪⎭⎫⎝⎛-∂∂σ当()∂σ∂c T <0时,Γ >0,称为正吸附。
反之,()∂σ∂cT >0时,Γ <0,称为负吸附。
正丁醇溶液浓度极小时,溶质分子平躺在溶液表面上,当浓度增加到一定程度时,被吸附了的表面活性物质分子占据了所有表面形成了单分子的饱和吸附层。
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:ΓΓ=⋅+⋅∞K C K C 1 或 C C K ΓΓΓ=+∞∞1以CΓ~C 作图可得一直线,由直线斜率即可求出Γ∞。