有关溶液表面张力测定试验中Γ-c关系图异常现象的思考与探究.PDFVIP

有关溶液表面张力测定实验中“Γ- c 关系图”异常现象的思考与探究 赵芳艺 山东大学化学与化工学院10 化学基地班 201000111168 一、写在前面 本学期物化课程学习和物化实验排在了一起，一边学习知识一边做实验的 安排真的非常非常好，课堂中某些抽象的知识点我们可以通过实验了解实际情 况，而实验中观察到的无法解释的现象，之后通过学习自己豁然开朗。这种课 程之间的互补和促进让人获益匪浅，不仅是知识的巩固、趣味的提升，实际上 我们对于物化知识的融会贯通能力也得到了极大地提高。 在本学期的物理化学实验中，我在每篇报告的最后都添加上了“实验分析 与讨论”，将自己在实验中遇到的问题、对于实验的看法、对于现象的理解以及 自己提出的小小的改进都写了进去。也是因为这种额外的观察和思考，我发现 自己对于知识的理解变得更加的深入和细致。 下面是我在进行 “溶液表面张力的测定”实验时发现的一个问题，以及对 于这个问题的思考、探讨和解答。 二、实验基本情况简介 “溶液表面张力的测定”实验，要求我们测定不同浓度正丁醇溶液的表面 张力，计算吸附量，由表面张力的实验数据求分子的截面积及吸附层的厚度。 实验采用“最大泡压法”测出不同浓度正丁醇溶液的表面张力，作出“表面张 力σ -浓度c 关系图”。通过镜像作图的方法，确定不同条件下溶质的表面吸附量 Γ 值。 实验基本数据：室温20.9 ℃，室内大气压101.49KPa 。 实验数据整理如下表： 依次移入正丁醇 正丁醇溶液的浓 3 -1 3 6 -2 -1 △Pmax / Pa 10 σ/ N ·m 10 Z 10 Γ/ mol ·m 的量V / ml 度c / mol ·L 0.100 0.0218 595 66.64 2.7 1.12 0.200 0.0652 544 60.93 5.9 2.4 0.200 0.108 476 53.31 7.7 3.15 0.200 0.151 450 50.40 8.9 3.64 0.500 0.256 390 43.68 11.3 4.62 0.500 0.360 358 40.10 11.6 4.74 1.00 0.560 309 34.61 10.6 4.35 1.00 0.753 275 30.80 9.0 3.48 表1. 溶液表面张力的测定实验数据表 根据表中数据绘制的“表面张力σ -浓度c 关系图”如下图一。 作出切线求出Γ 值，绘制“吸附量Γ - 浓度c 关系图”如图二。 三、问题的发现 在指定的温度和压力下，溶质的吸附量和溶液的表面张力和溶液的浓度之 间的关系遵守Gibbs 吸附方程： 根据理论公式，当浓度足够大时 c ＞＞a，a+c≈c，此时吸附量应该为 一恒值，不再随浓度该表而改变，表 明溶质的吸附已达到饱和状态，即出 现了饱和吸附现象。如右图三。 而在实际的实验中，当浓度较小时，与理论“吸附量Γ - 浓度c 关系图”符 合较好，但是当浓