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(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)應(yīng)用。3了解溶液表面吸附分子的橫截面積的測量方法。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1溶液表面的過剩物質(zhì)的量Γ表面張力σ（或比表面Gibbs函數(shù)）是表面化學(xué)熱力學(xué)的重要性質(zhì)之一。純?nèi)軇┲腥苋肴苜|(zhì)形成溶液后，溶液的表面張力不同于純?nèi)軇?。按照溶液表面張力隨溶質(zhì)濃度的變化規(guī)律可把溶質(zhì)分為三種

2、情況。溶液的表面張力隨溶質(zhì)濃度的增加而增大；溶液的表面張力隨溶質(zhì)濃度的增加而減小；溶液的表面張力最初隨溶質(zhì)濃度的增加而急劇減小，當(dāng)達(dá)到某一臨界濃度時(shí)，溶液的表面張力不再隨溶質(zhì)濃度的增加而變化，見圖330。定量地描本實(shí)驗(yàn)研究正吸附的情況。只要獲得了溶液表面張力隨溶質(zhì)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(zhì)的量Γ。2。飽和表面過剩物質(zhì)的量與吸附分子的橫截面積對(duì)于正吸附的情況，溶質(zhì)分

3、子在溶液表面過剩物質(zhì)的量Γ取決于溶質(zhì)在溶液本體的濃度。在本體濃度較小時(shí)，Γ隨c的增加而增大，當(dāng)溶液表面已經(jīng)蓋滿一層溶質(zhì)分子時(shí)，Γ達(dá)到最大，用符號(hào)?！薇硎尽７Q為飽和表面過剩物質(zhì)的量。若以1Γ對(duì)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(zhì)的量，單位為molm2。對(duì)某些溶液系統(tǒng)（如電解質(zhì)

4、溶液系統(tǒng)）式中的濃度c有時(shí)要用活度a代換。由圖330，對(duì)曲線A，（dσdc）T＞0，Γ＜0，這種情況稱為負(fù)吸附。對(duì)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(dāng)π較大時(shí)（即濃度c較小時(shí)）1Γ趨向于一個(gè)定值，此定值即1?！蕖Ｓ纱丝汕蟮忙！蕖Ｈ缓笥墒剑?65）計(jì)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(zhì)濃度的變化C濃度c表面張力σAB

5、1Γ1?！蕈袌D3311Γ~π關(guān)系曲線Acm22、用微機(jī)處理數(shù)據(jù)、用微機(jī)處理數(shù)據(jù)（1）擬合曲線方程①打開微機(jī)的Excel界面，如圖332。②將標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)34)計(jì)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(diǎn)擊窗口的作圖鍵，便出現(xiàn)圖334

6、對(duì)話窗口1。在圖表類型菜單中，選擇XY散點(diǎn)圖，立即出現(xiàn)圖335對(duì)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(duì)話窗口3。點(diǎn)擊新工作表，然后點(diǎn)擊完成，出現(xiàn)圖337對(duì)話窗口4。該對(duì)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(shí)須用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊線上的任意一點(diǎn)，出現(xiàn)一個(gè)文字對(duì)話框。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊添加趨勢線之后，出現(xiàn)圖338對(duì)話窗口5。選擇多項(xiàng)式；然后在階數(shù)窗口選擇2；再點(diǎn)擊選項(xiàng)按鍵，出現(xiàn)添加趨勢線