最大气泡法测表面张力实验数据及处理.docx

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最大气泡法测表面张力实验数据及处理

最大气泡法测表面张力实验数据及处理

五、实验数据记录与处理

室温：

24.3℃

大气压：

100.73Pa

1、乙醇水溶液的折光率

利用文献数据作n~c工作曲线，依据实验测定数据，计算样品的浓度c。

（1）将25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表（表一），绘制成溶液浓度与折光率的工作曲线（图一）。

25℃恒温水浴下测得水的折射率为：

1.3322/1.3323/1.3323

求得平均值为：

1.332266667

利用水的折射率校正：

c/（mol/L）

0

0.91

1.70

2.62

3.55

4.10

5.21

8.58

12.00

13.59

17.17

n

1.3325

1.3358

1.338

1.341

1.344

1.3462

1.3492

1.3578

1.3621

1.3639

1.3696

校正后n

1.3323

1.3356

1.3378

1.3408

1.3438

1.3460

1.3490

1.3576

1.3619

1.3637

1.3694

表一25℃时乙醇-水溶液的浓度与折光率关系表

图一溶液浓度与折光率的工作曲线

（2）实验配制的乙醇溶液折光率数据如表二所示。

乙醇溶液

配制浓度

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

2

60.5

61.3

60.8

3

60.6

61.3

60.9

乙醇

5%

54.7

54.7

54.3

54.5667

6.447E-02

10%

40.3

40.3

40.5

40.3667

4.770E-02

15%

34.9

34.9

35.1

34.9667

4.132E-02

20%

31.3

31.3

31.3

31.3000

3.698E-02

25%

29.2

29.2

29.2

29.2000

3.450E-02

30%

26.5

26.5

26.5

26.5000

3.131E-02

35%

26.1

26.2

26.1

26.1333

3.088E-02

40%

24.5

24.5

24.5

24.5000

2.895E-02

表四待测样品的表面张力测定

3、作γ~c曲线，求出各浓度下的斜率。

（1）作γ~c拟合曲线。

γ，c的相关数据如表五所示，拟合直线见图二。

c

0.0120

1.4670

3.0613

4.6401

6.2035

7.5037

8.5717

9.3921

γ/（N/m）

0.06447

0.04770

0.04132

0.03698

0.03450

0.03131

0.03088

0.02895

表五γ，c的相关数据

图二γ~c拟合曲线

（2）用origin作出γ~c拟合曲线的斜率曲线，如图三所示。

图三γ~c拟合曲线的斜率曲线

（3）将各乙醇溶液浓度代入斜率曲线，求出待测样品的（∂γ/∂c）T，P数据。

数据见表六。

c/mol/L

0.01203

1.46702

3.06131

4.64013

6.20347

7.50367

8.57169

9.39206

斜率

-0.0212

-0.0065

-0.0033

-0.0022

-0.0016

-0.0013

-0.0011

-0.00091

表六待测样品的（∂γ/∂c）T，P数据

4、利用吉布斯吸附等温方程式，计算出各溶液的Γ。

Gibbs公式：

Γ=

其中，R=8.314J/（mol*K）,T=25.0+273.15=298.15K

将表六中数据代入公式，求出各溶液的Γ如表七所示。

c

斜率

Γ

c/Γ

0.01203

-0.02122

1.02983E-07

116815.2262

1.46702

-0.00654

3.87052E-06

379024.3272

3.06131

-0.00333

4.11251E-06

744390.1201

4.64013

-0.00218

4.08077E-06

1137072.982

6.20347

-0.00155

3.87902E-06

1599238.129

7.50367

-0.00126

3.81416E-06

1967316.746

8.57169

-0.00106

3.66545E-06

2338508.585

9.39206

-9.07E-04

3.43495E-06

2734265.081

表七待测样品的Γ及c/Γ数据

5、做c/Γ~c图，求出直线斜率，由斜率求出Γ∞，直线如图三所示。

图三c/Γ~c图

根据公式：

直线斜率的倒数即为Γ∞

所以Γ∞=4.9658*10-6mol/m2

6、计算乙醇分子的横截面积

根据公式Am=1/Γ∞L

L=6.023*1023mol-1

求出乙醇分子内的横截面积为Am=3.3434*10-19m2