物理化学吸附实验误差分析
物理化学实验溶液的表面吸附实验数据、结论和实验报告
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。
物理化学实验-活性炭在醋酸溶液中的吸附实验研究
物理化学实验-活性炭在醋酸溶液中的吸附实验研究
活性炭在醋酸溶液中的吸附实验是一个有意义的物理化学实验。
这
项实验旨在研究活性炭在醋酸溶液中的吸附性能以及相关参数的影响。
此实验可以让实验室学生学习活性炭的特性并了解各种与之相关的因素。
另外，本实验可以帮助科研工作者更深入地了解活性炭对特定有
机物的吸附性、有效吸附剂的形成和有效吸附剂的稳定性。
实验采用
常规烧瓶和铁滤渣作为主要设备，可在实验室设备较简单的情况下进行，耗材费用相对较低。
以15 mL的醋酸溶液中的活性炭为材料，采
用多个不同的实验参数，如pH、时间、温度等，以测定活性炭在醋酸
溶液中的吸附效果。
在实验结果收集、数据处理和分析过程中，需要
采用不同的分析方法，如色谱或细胞成像等，以确定活性炭在醋酸溶
液中的吸附率和效果。
随着实验条件的不断优化，有效吸附剂也会产生，而这可能会在很多有机物的分离和分集(purification and separation)
中发挥重要作用。
从总体上看，活性炭在醋酸溶液中的吸附实验是一个有趣的课题。
通
过定量的、可重复的方法，可以深入地了解活性炭在不同溶液条件下
的吸附性能，以此研究能够有效控制吸附作用，从而探索有效解决有
机物分集问题的更好途径。
最终，它可以看作是一项重要的研究对象，有助于让实验人员更清楚地认识并研究活性炭在有机物分离中可能发
挥的独特作用，进而形成更有效的脱险方案。
物理化学-表面张力及表面吸附量的测定-175
1.实验数据记录与处理表：2.质量分数与浓度转换：3.实验曲线：实验温度 T=28℃ 水的表面张力 σ0=0.07150N ▪m -1序号 ω乙醇 最大压差Δp/Pa仪器常数K/mσ/ N ▪m -1 Z/ N ▪m -1 Γmol ▪m -2 1 2 3 平均 1 0%（水） 541 541 542 541 1.339×10-40.07244 //2 5% 414 415 415 415 0.05557 0.01112 4.441×10-63 10% 372 372 373 372 0.04981 0.01414 5.648×10-6 4 15% 304 302 302 303 0.040570.01433 5.723×10-6 5 20% 272 272 271 272 0.03642 0.014745.887×10-66 25% 264 265 263 264 0.03535 0.01398 5.584×10-67 30% 239 239 239 239 0.03200 0.01368 5.464×10-6 8 40% 218 218 217 218 0.02919 0.01101 4.397×10-6 90%（水）5345355335340.07150/ /计算公式：最大p K ∆=σ最大p K ∆•=σZ= σ0i -σiRTZ=Γ ω乙醇 密度ρ/kg ▪m -3浓度c/mol ▪L -10%（水） 998.20 05% 989.34 1.0737 10% 981.89 2.1313 15% 975.17 3.1751 20% 968.54 4.2046 25% 961.58 5.2180 30% 953.72 6.2105 40%935.138.1192计算公式：Mc ρω=实验曲线分析：①“表面张力σ-浓度c 图”：当乙醇浓度不断增大，表面张力随之减小，二者成反比关系。
物理化学实验思考题总结。
液体饱和蒸气压的测定——静态法1. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压，为什么？答：不能。
因为克－克方程只适用于单组分液体，而溶液是多组分，因此不合适。
2. 温度愈高，测出的蒸气压误差愈大，为什么？答：首先，因为本实验是假定∆Hm(平均摩尔汽化热)在一定范围内不变，但是当温度升得较高时，∆Hm得真值与假设值之间存在较大偏差，所以会使得实验结果产生误差。
其次，(假定气体为理想气体)，PV=nRT。
V是定值，随着T升高，n会变大，即使n不变，p也将变大，即分子运动加快，难以平衡。
凝固点降低法测摩尔质量1．液体冷却时为什么产生过冷现象? 如何控制过冷程度?答：由于开始结晶出的微小晶粒的饱和蒸气压大于同温度下的液体饱和蒸气压，所以往往产生过冷现象。
先测量液体的凝固点近似值，温热后，再冷却液体到凝固点近似值以下0.2℃左右，再突然搅拌，使温度回升。
（过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后，没有晶体析出而达到过饱和状态的现象，原因一般是由于降温过快或溶液中较干净，没有杂质晶核。
）2．加入溶剂中的溶质量应如何确定?加入量过多或过少将会有何影响？答：溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定，因为凝固点降低是稀溶液的依数性，所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小，容易测定，又要保证是稀溶液这个前提。
如果加入量过多，一方面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点的测定，另一方面有可能超出了稀溶液的范围而不具有依数性。
过少则会使凝固点下降不明显，也不易测定并且实验误差增大。
3．为什么测定溶液凝固点时必须尽量减少过冷现象，溶剂影响则不大答：对于纯溶液，过冷现象存在时，析出大量晶体并不改变溶剂浓度，所以其凝固点不变。
对于溶液，过冷现象存在时，析出大量晶体会改变溶液浓度，而溶液凝固点随浓度增大而下降，所以溶液要尽量减少过冷现象，保持溶液浓度基本不变。
燃烧热的的测定1．在这个实验中，那些是体系，那些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗实验结果有何影响？答：内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。
中科大物理化学实验十二：溶液中的吸附作用和表面张力的测定
图2
5
6、连接橡皮管。
如毛细管的半径为 r，气泡由毛细管口逸出时受到向下的总作用力为r2P 最大，而
P 最大＝P 系统－P 大气压
hg
式中，h－数字式微压差测量仪上的读数 g－重力加速度
－压力计内液体的密度
气泡在毛细管上受到表面张力引起的作用力为 2r。气泡自毛细管口逸出时，上述两种力
看作相等，即：
r 2 P最大 r 2hg
（5）
r hg
2
（6）
若用同一只毛细管和压力计，在同一温度下，对两种溶液而言，则得：
1 h1 2 h2
1
2 h2
h1
K' h1
(7)
式中 K' 为毛细管常数。 用已知表面张力2 的液体为标准，从（7）式可求出其他液体的表面张力1。
线的斜率 B ( ( c )T )代入 Gibbs 吸附公式，可以求出不同浓度时气
－液界面上的吸附量。
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：
K C
1 K C
(2)
图 1 正丁醇水溶液的表面
张力与浓度的关系图
为饱和吸附量，K 为经验常数，与溶质的表面活性大小有关。
将（3）式化成直线方程，则
CC 1
(3)
固液界面上的吸附实验报告
固液界面上的吸附实验报告固液界面上的吸附实验报告引言固液界面上的吸附现象是物理化学领域中的一个重要研究方向。
通过吸附实验，我们可以了解物质在固液界面上的吸附行为及其影响因素，从而为解决环境污染、材料制备等问题提供理论依据和实验指导。
本报告将介绍我们进行的一系列固液界面吸附实验及其结果。
实验一：吸附剂的选择与影响因素在第一组实验中，我们选择了不同类型的吸附剂，包括活性炭、硅胶和分子筛，并研究了不同因素对吸附效果的影响。
首先，我们对比了不同吸附剂在吸附有机染料溶液中的效果。
结果显示，活性炭对染料的吸附效果最好，其次是硅胶，而分子筛的吸附效果较差。
这可能是由于活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构，有利于染料分子的吸附。
同时，我们还发现吸附剂的颗粒大小和形状对吸附效果也有一定影响，颗粒较小的吸附剂表现出更好的吸附性能。
其次，我们研究了溶液初始浓度、pH值和温度对吸附效果的影响。
实验结果表明，随着溶液初始浓度的增加，吸附剂的吸附量也随之增加，但吸附速率却逐渐减慢。
pH值对吸附效果有显著影响，一般情况下，pH值越低，吸附效果越好。
温度的变化对吸附效果的影响较小，但在一定范围内，温度升高可以提高吸附速率。
实验二：吸附动力学与等温吸附模型在第二组实验中，我们研究了吸附动力学和等温吸附模型。
首先，我们进行了吸附动力学实验，通过测定吸附剂对染料的吸附量随时间的变化，得到了吸附速率常数。
结果显示，吸附速率常数随着初始浓度的增加而增大，但随着温度的升高而减小。
这与实验一的结果一致，说明吸附速率受到溶液浓度和温度的影响。
其次，我们使用了Freundlich和Langmuir等温吸附模型来描述吸附过程。
实验数据拟合结果显示，Freundlich模型适用于活性炭和硅胶的吸附过程，而Langmuir模型适用于分子筛的吸附过程。
这说明吸附剂的吸附机制可能有所不同，需要根据具体情况选择适合的模型。
实验三：吸附剂的再生与循环利用在第三组实验中，我们研究了吸附剂的再生与循环利用问题。
物理化学实验报告-溶液表面张力的测定及等温吸附(2)
p最大 = p大气 − p系统 = ∆p
毛细管内气体压力必须高于大试管内液面上压力的附加压力以克服气泡的表面张力，此附加压力∆p与 表面张力γ成正比，与气泡的曲率半径R成反比，其关系式为：
2γ ∆p = R
如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。随着气泡的形成曲率半径逐渐变小，直到形成
装
半球形。这时曲率半径R与毛细管内半径r相等，曲率半径达到最小值。
数字式微压差测量仪当表面张力仪的活塞使水缓慢下滴而减小系统压力这样毛细管内液面上受到一个比试管中液面上大的压力当此压力差在毛细管尖端产生的作用力稍大于毛细管管口液体的表面张力时气泡就从毛细管口逸出这一最大压力差可由数字式微压差测量仪测出
1.精密恒温水槽；2.带有毛细管的表面张力仪； 3.滴液漏斗；4.数字式微压差测量仪
答：实验中，气泡的速度对实验数据有很大的影响。速度过快，会使数据变大。因此，保持相同的气泡速
度对于实验的成败有很大的关系。而实验装置中，随着滴液漏斗中水的不断流出，滴液的速度会减慢，装
置的此处有待改进。另外，毛细管的竖直以及毛细管进入液面的深度，对于测定结果都有一定的影响，实
装
验中应该注意。实验的数据处理也是很关键的一步，对测量结果有较大影响。
=
71.97 280.7
=
0.2564
mN
∙
m−1
∙
Pa−1
2. 求出各浓度正丁醇溶液的表面张力。
γ溶液 = K∆p溶液
表 1 正丁醇溶液表面张力的测定数据记录表
c mol ∙ L−1
0
0.02 0.04 0.06 0.09 0.12 0.16 0.2 0.24
∆pm1 Pa ∆pm2 Pa ∆pm3 Pa ∆pm Pa γ mN ∙ m−1
溶液表面吸附实验的再讨论
溶液表面吸附实验的再讨论许新华;吴梅芬;王晓岗【摘要】在溶液表面吸附实验中,乙醇和正丁醇水溶液具有不同的吸附行为,但是从σ–c曲线上很难判断,实验测量条件选择不当可能导致错误的结果.鉴于吉布斯吸附等温式与朗格缪尔吸附等温式并不具有相容性,不宜采用任何数学方程或物理模型进行数据拟合.建议实验数据处理方法如下:对σ–nc关系手工拟合曲线,做到单调、平滑;在拟合曲线上密集读点后重新绘制σ–lnc关系曲线;求出各点的导数(?σ/?lnc)T;采用吉布斯吸附等温式Γ=?(?σ/?lnc)T/(RT)计算表面吸附量.在计算溶质分子横截面积时,应考虑本体溶液浓度c对表面层溶质分子密度的影响.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2018(033)010【总页数】6页(P91-96)【关键词】溶液表面吸附;数据拟合;吉布斯吸附等温式;朗格缪尔吸附等温式【作者】许新华;吴梅芬;王晓岗【作者单位】同济大学化学科学与工程学院,上海 200092;同济大学化学科学与工程学院,上海 200092;同济大学化学科学与工程学院,上海 200092【正文语种】中文【中图分类】G64;O647;O6–39溶液表面吸附和表面张力的测定是经典的物理化学实验项目之一，实验教材中常见的实验对象有正丁醇水溶液(如北京大学、南京大学、厦门大学、上海交通大学和天津大学等)和乙醇水溶液(如复旦大学、华南理工大学、武汉理工大学、华中科技大学和常州大学等)，对该实验也有大量的教学改革研究。
但是，该实验项目的设计在原理上存在几个错误认识，导致在不同的学校、实验室、实验者之间的实验结果各异。
本文通过分析该实验涉及的原始文献数据，研究了这些错误认识的来源，提出了一种利用计算机软件对无数学关系变量进行曲线绘制和数据分析的方法，并对表面张力法计算表面吸附量和推算溶质分子横截面积进行了讨论。
溶液表面吸附实验的理论基础[1]是Gibbs吸附等温式：式中α为溶质(吸附质)的活度；c为溶质的浓度数值，实际为活度系数为1时的活度值，为无因次量；σ为溶液的表面张力；Γ为溶质的相对表面吸附量(也称为表面过剩量)，表示在单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与具有相同数量的溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值。
物化实验 溶液吸附法测定固体比表面积数据处理
溶液吸附法测定固体比表面积数据处理
浓度 2 4 6 原始平衡
吸光度0.138 0.397 0.529 0.813 1.104
工作波长：645nm
实验误差分析
吸光度大于0.8时，朗伯比尔定律已有偏差，而平衡浓度吸光度都
1.104，所以用标准曲线法测得的部分溶液浓度不准，影响后面计算。
溶液吸附法测定固体材料比表面积误差较大, 一般在10%甚至更高些, 对同一吸附剂，影响测定结果的因素有: 吸附温度、吸附质浓度、吸附振荡时间、吸附剂表面处理、仪器、药品等。
我们采用的紫外分光光度计无恒温装置, 测定吸光度时有一定误差.
测量吸光度时要按从稀到浓的顺序，每个溶液要测3～4次，取平均值，而我们做的只是一次，有一定的误差。
化学实验中的误差分析
化学实验中的误差分析在化学实验中，误差是无法避免的。
无论是人为因素还是仪器设备的限制，误差都会存在。
正确分析和处理这些误差对于实验结果的准确性和可靠性有着至关重要的影响。
本文将对化学实验中的误差进行分析，以帮助实验者更好地理解并处理实验误差。
1. 误差的定义和分类误差是指实验结果与真实值之间的差异，它可以分为系统误差和随机误差两种类型。
1.1 系统误差：由于仪器设备、实验方法或操作者引起的偏差，导致所有测量结果偏离真值的程度相同。
系统误差可以进一步分为仪器误差、方法误差和个人误差。
1.1.1 仪器误差：仪器本身固有的误差，例如仪器的不稳定性、漂移、零点偏差等。
1.1.2 方法误差：由于实验方法的限制导致的误差，例如反应条件难以控制、试剂纯度问题等。
1.1.3 个人误差：不同实验者由于操作习惯、技术水平等因素引起的误差。
1.2 随机误差：由于实验条件的无法完全控制以及测量本身的不确定性所导致的误差。
随机误差无法精确确定，但可以通过重复实验并取平均值来减小其影响。
2. 误差的影响与评估误差对实验结果的影响可能是积累性的，特别是系统误差。
因此，评估和控制误差至关重要。
2.1 影响因素的分析：在进行误差分析时，需要考虑各种因素的影响，如试剂纯度、仪器的准确性和稳定性、环境因素等。
2.2 误差的评估方法：常用的误差评估方法包括相对标准偏差（RSD）、相对误差（RE）以及置信区间等。
这些方法可以帮助实验者定量地评估误差的大小和可靠性。
2.3 误差的来源分析：通过对误差的来源进行分析，可以找出问题所在，并采取相应的措施来减小误差。
例如，校准仪器、优化实验方法、加强操作技巧等。
3. 误差的处理与纠正当发现实验中存在误差时，需要及时采取措施来处理和纠正误差，以获得更准确的结果。
3.1 数据去极值：如果实验数据中存在明显偏离的数据点，可以考虑剔除这些异常值，以保证实验结果的准确性。
3.2 数据平均：对于多次重复实验所得的数据，可以进行平均处理，以减小随机误差对结果的影响。
物理化学实验-活性炭在醋酸溶液中的吸附实验研究
物理化学实验-活性炭在醋酸溶液中的吸附实验研究作者：张光辉张拴孟庆华来源：《当代化工》2019年第03期摘 ;;;;;要：对物理化学实验-活性炭吸附醋酸实验进行改进，探索影响实验因素，利用Design-expert8.0软件对实验条件进行优化。
利用单因素实验考察温度、活性炭粒度大小、吸附时间、活化时间对吸附量的影响，考察改进前后的对比，确定最佳实验条件。
温度升高，吸附能降低，搅拌效果比振荡效果更好，粒度越小，吸附能力越强，但是粒度过小，过滤速度慢，最终确定粒度大小40～60目、搅拌60 min吸附趋于平衡，80 ℃活化时间控制在120 min以上，实验效果最佳。
此实验改进方案仪器设备简单，操作简便，数据准确，值得在全院范围内进行推广。
关 ;键 ;词：活性炭;醋酸;温度;粒度大小;吸附时间;活化时间中图分类号：TQ016.1 ;;;;;;文献标识码： A ;;;;;;文章编号：1671-0460（2019）03-0484-04Abstract： In order to improve the experiment of physical chemistry experiment-the adsorption of acetic acid on activated carbon， the influencing factors were explored， and the experimental conditions were optimized by using the software of Design-exchange 8.0. At first， the effect of temperature， particle size， adsorption time and activation time on the adsorption was investigated by single factor experiments. The results showed that， the temperature increased， the adsorption energy decreased， and the mixing effect was better than that of the oscillation. The smaller the particle size， the stronger the adsorption ability， but the smaller the particle size， the slower the filtration speed， and the suitable size of the particle was 40～60 and suitable stirring time was 60 min. When the activation time at 80 °C was above 120 min， the experimental effect was the best. The improved experiment is simple， simple and accurate， and is worth popularizing.Key words： Activated carbon;Acetic acid;Temperature;Particle size;Adsorption time;Activation time固液界面吸附是藥学类专业物理化学课程常见的实验项目之一，其分为分子吸附和离子吸附[1-3]。
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
2、实验试剂： 名称 蒸馏水 正丁醇
参数 分析纯
三、实验步骤
1、毛细管常数的测定 按实验装置图装好仪器，打开恒温水浴，使其温度稳定于 25℃。取一支浸 泡在洗液中的毛细管依次次用自来水、蒸馏水反复清洗若干次，同样把玻璃套管 也清洗干净，加上蒸馏水，插上毛细管，用套管下端的开关调节液面恰好与毛细 管端面相切，使样品在其中恒温 10 分钟。在分液漏斗中加入适量的自来水，注 意切勿使体系漏气。然后调节分液漏斗下的活塞使水慢慢滴下，这时体系压力逐 渐减小，直至气泡由毛细管口冒出，细心调节出泡速度，使之在 5－10 秒钟内出 一个。 注意气泡爆破前数字式微压差测量仪的读数，并用电脑采集数据得到最大 的压差值，求平均值而得 hH 2 O 。根据手册查出 25℃时水的表面张力为＝71.97 ×10-3N·m-1，以/h=K 求出所使用的毛细管常数，此值控制在 8cm 左右为宜， 否则毛细管太粗误差较大，毛细管太细，易堵塞，气泡很难逸出。 2、不同浓度的正丁醇溶液表面张力的测定 用 2mL 移液管分别移取 0.40ml、0.80ml、1.20ml、1.60ml、2.00ml、2.40ml、 2.80ml 正丁醇到 100ml 容量瓶中，然后稀释到刻度。重复上述实验步骤，按照 由稀至浓的顺序依次进行测量。求得一系列浓度的正丁醇溶液的h。 本实验的关键在于溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。 因此除事先用热的洗液清洗它们以外， 每改变一次测量溶液必须用待测的溶液反 复洗涤它们， 以保证所测量的溶液表面张力与实际溶液的浓度相一致。并控制好 出泡速度、平稳地重复出现压力差。而不允许气泡一连串地出。洗涤毛细管时切 勿碰破其尖端，影响测量。 温度对该实验的测量影响也比较大，实验中请注意观察恒温水浴的温度， 溶 液加入测量管后恒温 10min 后再进行读数测量。
物理化学实验思考题及参考答案2
1、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1. 简述旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数的实验原理。
答：蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，其反应为：由于水是大量存在的，是催化剂，反应中它们浓度基本不变，因此蔗糖在酸性溶液中的转化反应是准一级反应。
由一级反应的积分方程可知，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以对t 作图，可得一直线，由直线斜率可得k 。
然而反应是不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。
但蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
溶液的旋光度和溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时，α＝βc 。
在某一温度下测出反应体系不同反应时刻t 时的及a ∞，以()∞-ααt ln 对t 作图可得一直线，从直线斜率即可求得反应速率常数k ，半衰期k t 2ln 21=。
2. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如果所用蔗糖不纯，对实验有何影响？答：本实验通过旋光度的测定来测蔗糖反应速率，蔗糖是右旋性物质，其[] 6.66 20＝Dα，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20＝D α，果糖是左旋性物质，其[] 9.91 20-＝Dα，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。
若蔗糖不纯，所含杂质如果无旋光性对实验无影响，如果具有一定的旋光性会影响实验旋光度的测量，使实验结果不准确。
3. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测旋光度时不作零点校正，对实验结果有无影响？答：无影响，本实验中，所测的旋光度αt可以不校正零点，因αα∞，已将系统的零点误差消除掉。
4. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，蔗糖水解实验中配制溶液为何可用台称称量？答：蔗糖初始浓度对于数据影响不大。
速率常数K和温度和催化剂的浓度有关，实验测定反应速率常数k，以(αα∞)对t作图，由所得直线的斜率求出反应速率常数k，和初始浓度无关，蔗糖的称取本不需要非常精确，用台称称量即可。
物理化学实验报告-溶液中的吸附作用和表面张力的测定实验报告
实验十二溶液中的吸附作用和表面张力的测定摘要：本实验采用最大气泡压力法测定了液体表面张力，通过对不同浓度下正丙醇溶液的表面张力研究其和浓度之间的关系。
初步探讨了表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附作用的关系。
关键词：吸附作用、表面张力、最大气泡法The measurement of the adsorption effect andsurface tensionAbstract：In this experiment, according to Gibbs formula and Langmuir equal-temperature equation, we apply the biggest bladder pressure method to research the relationship between the amount of absorption and the consistency of a substance in the solution besides the surface tension. The phenomenon show that the consistency of a substance in the surface of the solution is different from that inside is called absorption.Keyword：Surface tension, The biggest bubble pressure method, Absorption effect1. 序言物体表面的分子和内部的分子所处的境况不同，因此能量也不同，表面张力就是内部分子对表面分子的作用力，它是液体的重要属性之一，与所处的温度、压力、液体的组成共存的另一面的组成等因素都有关。
对于溶液，由于溶质会影响表面张力，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
物理化学实验报告 G溶液表面吸附的测量
物理化学实验报告溶液表面吸附的测量姓名：学号：班号：指导老师：溶液表面吸附的测量一、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) 根据吉布斯（Gibbs ）吸附方程式，计算溶质（乙醇）在单位溶液表面的吸附量Γ，并作Γ-c 图。
二、实验原理在定温下，纯物质液体的表面层与本体（内部）组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能地收缩液体表面。
对溶液则不同，加入溶质后，溶剂表面张力发生变化，根据能量最低原理，若加入的溶质能降低溶剂表面张力时，则溶质在表面层的浓度比在溶液本体的浓度大，反之，若溶质使溶剂表面张力升高，溶质在表面层的浓度小于在溶液本体中的浓度。
溶质在溶液表面层与在溶液本体中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附，即溶液借助于表面吸附来降低表面吉布斯自由能。
溶液表面吸附溶质的量Γ与表面张力σ、浓度c 有关，其关系符合Gibbs 吸附方程T cRT c )(∂∂-=Γσ （C22.1） 式中：Γ吸附量；c 溶液浓度；T 温度；R 气体常数；σ表面张力或表面吉布斯自由能。
T c)(∂∂σ表示在一定温度下，表面张力随浓度的变化率。
如果溶液表面张力随浓度增加而减小，即T c)(∂∂σ<0，则Γ>0，此时溶液中溶质在表面层中的浓度大于在溶液本体中的浓度，称为正吸附。
如果T c)(∂∂σ>0，则Γ<0，称为负吸附。
在一定温度下，测定不同浓度溶液的表面张力σ，以σ对c 作图，求不同浓度时的T c)(∂∂σ值。
由Gibbs 吸附方程求各浓度下的吸附量Γ。
求T c)(∂∂σ值，可以通过镜面法和平行线法，在曲线上做切线。
目前更好的方法是使用计算机处理数据，例如使用数据处理软件origin 或Excel 。
详细内容参见本书绪论部分。
测定液体表面张力的方法较多，如最大气泡压力法、滴体积法、毛细管升高法、环法等，本实验采用最大气泡压力法。
实验装置如图C22.1所示。
《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验
《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验一、实验目的学会用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积；了解郎缪尔单分子层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理。
二、原理与方法溶液的吸附可用于测定固体比表面积。
次甲基蓝是易于被固体吸附的水溶性染料，研究表明，在一定浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附，符合郎缪尔吸附理论。
郎缪尔吸附理论的基本假设是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能被再吸附；在吸附平衡时候，吸附和脱附建立动态平衡；吸附平衡前，吸附速率与空白表面成正比，解吸速率与覆盖度成正比。
设固体表面的吸附位总数为N ，覆盖度为θ，溶液中吸附质的浓度为c ，根据上述假定，有吸附速率： r 吸 = k 1N(1-θ)c (k 1为吸附速率常数) 脱附速率： r 脱 = k -1N θ (k -1为脱附速率常数) 当达到吸附平衡时： r 吸 = r 脱 即 k 1N (1-θ)c = k -1N θ 由此可得: cK c K 吸吸+=1θ (1)式中K 吸=k 1/k -1称为吸附平衡常数，其值决定于吸附剂和吸附质的性质及温度，K 吸值越大，固体对吸附质吸附能力越强。
若以Γ表示浓度c 时的平衡吸附量，以Γ∞表示全部吸附位被占据时单分子层吸附量，即饱和吸附量，则：θ =Γ /Γ∞带入式(2-25-1)得：cK cK 吸吸+=∞1ΓΓ(2) 整理式(2-25-2)得到如下形式c K c∞∞+=ΓΓΓ11吸 (3)作c/Γ～c 图，从直线斜率可求得Γ∞，再结合截距便可得到K 吸。
Γ∞指每克吸附剂对吸附质的饱和吸附量(用物质的量表示)，若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为σA ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算S =Γ∞L σA(4)式中S 为吸附剂比表面积，L 为阿伏加德罗常数。
次甲基蓝的结构为：阳离子大小为17.0 ×7.6× 3.25 ×10-30 m 3次甲基蓝的吸附有三种取向：平面吸附投影面积为135×10–20 m 2，侧面吸附投影面积为75×10–20 m 2，端基吸附投影面积为39×10–20 m 2。
二阶吸附动力学常数算出来是负的
二阶吸附动力学常数算出来是负的【知识专栏】探讨二阶吸附动力学常数为负的原因引言：在物理化学中，吸附动力学研究的是物质在表面上吸附和解吸的速率及机制。
吸附动力学常数作为一个重要的参数，用于描述吸附的速度以及吸附平衡的特征，一般情况下应该为非负值。
然而，二阶吸附动力学常数却有时会出现负值的情况，这引发了许多学者的兴趣和探讨。
本文将深入探讨二阶吸附动力学常数为负的原因，并分析其在物理化学领域中的重要意义。
一、什么是二阶吸附动力学常数？在研究吸附动力学时，我们经常会使用吸附动力学常数来描述吸附过程的速率。
一般来说，吸附动力学常数的计算是基于实验数据得到的。
而二阶吸附动力学常数则是用于描述二阶吸附反应的速率，其数学定义如下：K = k * C其中，K表示二阶吸附动力学常数，k为速率常数，C为吸附原料的浓度。
在一般情况下，二阶吸附动力学常数应为非负值，但在某些特殊情况下，我们会观察到它的值为负。
二、为什么二阶吸附动力学常数可为负？1. 实验误差的影响在实验研究中，我们无法完全避免实验误差的存在。
实验误差的产生可能源自于实验条件的不确定性、仪器的精确度等。
这些误差的累积可能导致计算得到的二阶吸附动力学常数为负。
我们在进行实验数据处理时，需要谨慎对待这种情况，避免被实验误差所干扰。
2. 反应机制的复杂性吸附过程受多种因素的影响，如化学键的形成、表面活性位点的结构以及物质的浓度等。
在某些复杂的反应机制中，二阶吸附动力学常数为负的情况可能出现。
这一现象可能是由于吸附反应中的中间产物的形成或解离所造成的，导致反应整体速率的变化。
3. 平衡态扰动引起的非线性行为在一些特殊情况下，吸附系统的平衡态可能受到外界扰动，例如温度、压强或浓度的变化。
这种扰动可能引起吸附系统的非线性行为，进而导致二阶吸附动力学常数的负值。
这种现象常常涉及到动态平衡的调节过程，需要更加细致的研究。
三、二阶吸附动力学常数为负的意义与应用1. 指示吸附速率的变化趋势二阶吸附动力学常数为负意味着吸附速率的降低，这对于研究吸附反应的动力学变化非常重要。
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4）毛细管的粗细均匀程度及磨损程度都会对结果造成影响；
5）出泡速度会影响△P值的读数，而出泡速度并不能精确控制使得每次的速度相同，若气泡产生速率偏快，会使测定最大压力差值偏大，过慢则会偏小；
6）装置气密性不好，有些许漏气会使测定最大压力差值偏小；
7）其它系统误差，如恒温槽温度的小幅变动。
1）由σ~c图可知，正丁醇溶液的表面张力σ随着其浓度的增加而逐渐降低，为正吸附，故正丁醇是一种表面活性物质。
当正丁醇的浓度增大到一定值时，溶液的表面张力σ的随浓度的变化较小，此时有可能已经形成了单分子层的饱和吸附层；
2）由Г-c图可知，当浓度较小时，随着浓度的升高，吸附量逐渐增加。
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。
减少或消除这些因素引起误差的措施是∶恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。
1．误差
实验结果表明，运用单一毛细管插入液面以下一定深度进行溶液表面张力测定，它既能够克
服气泡逸出不稳定，难以调节毛细管端面正好与液面相切的缺点，又能保证实验结果的准确性．具有操作简单、快速、准确度高等优点．对于物质不同温度下的表面张力数据的准确获得，具有较好的推广应用价值．此外，还可通过某溶液两温度时的表面张力，测定另一温度时溶液的密度．
本实验产生误差的原因主要有以下几个方面
（1）垂直相切没调好
（2）读高度差时误差较大
3）实验心得
本次实验我学到了关于溶液表面张力的相关知识，并了解了最大气泡法的相关操作。
虽
然实验操作步骤简单，但造成误差的因素较多，操作时要格外仔细。
另外，调节气泡使其均匀冒出且速度适中是本实验的难点，我在第一组测量中遇到了较大的麻烦，经过助教老师的帮助，我也渐渐掌握了调气泡的要领，即先把气泡调出来，然后关闭活塞使其稳定，中途大概估计出泡时的压力，再缓缓打开活塞，一直微调到压力数在一定区间稳定波动。