最大氣泡壓力法測定液體的表面張力數(shù)據(jù)處理方法

1、溶液表面張力及吸附分子橫截面積的測定溶液表面張力及吸附分子橫截面積的測定實驗目的實驗目的1學習用最大氣泡壓力法測定溶液的表面張力σ。2了解用吉布斯方程在溶液表面吸附中的實驗應用。3了解溶液表面吸附分子的橫截面積的測量方法。實驗原理實驗原理1溶液表面的過剩物質的量Γ表面張力σ（或比表面Gibbs函數(shù)）是表面化學熱力學的重要性質之一。純溶劑中溶入溶質形成溶液后，溶液的表面張力不同于純溶劑。按照溶液表面張力隨溶質濃度的變化規(guī)律可把溶質分為三種

2、情況。溶液的表面張力隨溶質濃度的增加而增大；溶液的表面張力隨溶質濃度的增加而減??；溶液的表面張力最初隨溶質濃度的增加而急劇減小，當達到某一臨界濃度時，溶液的表面張力不再隨溶質濃度的增加而變化，見圖330。定量地描本實驗研究正吸附的情況。只要獲得了溶液表面張力隨溶質濃度的變化曲線，就可用微分法得到某一濃度下的（dσdc）T，，然后依據(jù)方程（363）得到表面過剩物質的量Γ。2。飽和表面過剩物質的量與吸附分子的橫截面積對于正吸附的情況，溶質分

3、子在溶液表面過剩物質的量Γ取決于溶質在溶液本體的濃度。在本體濃度較小時，Γ隨c的增加而增大，當溶液表面已經(jīng)蓋滿一層溶質分子時，Γ達到最大，用符號?！薇硎尽７Q為飽和表面過剩物質的量。若以1Γ對π（稱為表面壓力）作圖則得圖331；π的定義如式（364）：π=σ0σ（364）述這一規(guī)律的方程是Gibbs等溫吸附方程（363）??cRTcΓTdd???式（363）中，Γ被Gibbs稱為表面過剩物質的量，單位為molm2。對某些溶液系統(tǒng)（如電解質

4、溶液系統(tǒng)）式中的濃度c有時要用活度a代換。由圖330，對曲線A，（dσdc）T＞0，Γ＜0，這種情況稱為負吸附。對曲線B和C，（dσdc）T＜0，Γ＞0，這種情況稱為正吸附。由圖331看出，當π較大時（即濃度c較小時）1Γ趨向于一個定值，此定值即1?！蕖Ｓ纱丝汕蟮忙！蕖Ｈ缓笥墒剑?65）計算吸附分子的橫截面積Ac。（365）LΓA??1C式（365）中L為Avogadro常量。圖330溶液的表面張力隨溶質濃度的變化C濃度c表面張力σAB

5、1Γ1?！蕈袌D3311Γ~π關系曲線Acm22、用微機處理數(shù)據(jù)、用微機處理數(shù)據(jù)（1）擬合曲線方程①打開微機的Excel界面，如圖332。②將標準液體的表面張力σs和Δps及各濃度下的乙醇水溶液的Δpx的數(shù)值分別代入式（338）(見實驗34)計算不同濃度的乙醇水溶液的表面張力。然后將濃度c及表面張力?的值分別輸入到Excel的A、B兩列中，如圖333。③在得到了濃度c和表面張力σ之后，將A、B兩列選取，然后點擊窗口的作圖鍵，便出現(xiàn)圖334

6、對話窗口1。在圖表類型菜單中，選擇XY散點圖，立即出現(xiàn)圖335對話窗口2。在子圖表類型菜單中選擇某種類型，然后按下一步→下一步→下一步，出現(xiàn)圖336對話窗口3。點擊新工作表，然后點擊完成，出現(xiàn)圖337對話窗口4。該對話窗口中的曲線不是經(jīng)曲線擬合程序擬合的，不符和要求。此時須用鼠標右鍵點擊線上的任意一點，出現(xiàn)一個文字對話框。鼠標左鍵點擊添加趨勢線之后，出現(xiàn)圖338對話窗口5。選擇多項式；然后在階數(shù)窗口選擇2；再點擊選項按鍵，出現(xiàn)添加趨勢線