实验七 最大泡压法测定正丁醇溶液的表面张力实验数据处理样本

实验七 最大泡压法测定正丁醇溶液的表面张力实验数据处理样本

（北京林业大学 理学院 李明艳 version1.0）（仅供本校学生参考，请勿外传）

1、计算毛细管常数R ’

实验温度 25℃ 。

纯水的0p ∆： 562 、 562 、 562 。

实验测得水的最大泡压max p ∆为562Pa ，25℃时水的表面张力σ为71.9*10-3N/m ，由公式（7.5）

'

2max R p σ=

∆ 可求得毛细管常数4

' 2.5610R m -=⨯。

2、计算各浓度溶液的表面张力

将毛细管常数4

' 2.5610R m -=⨯和实验测得不同浓度正丁醇溶液的最大泡压值max p ∆代入公式

（7.5）'

2max R p σ

=∆可得不同浓度下正丁醇溶液的表面张力值如表1所示。

表1 25度时不同浓度正丁醇溶液的表面张力测量值

c(mol/l) 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.16 0.2 0.24 △p(Pa) 525 495.6 457.6 434 416.3 405.3 378.6 355.5 335.6 σ(mN/m) 67.20 63.44 58.57 55.55 53.29 51.88 48.46 45.50 42.96

3、计算各浓度溶液的吸附量

用origin 对方程⎥

⎦⎤

⎢⎣

⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-⨯=b c a 1lg 10σσ 进行拟合（其中9.710=σ），可得：

⎪⎩

⎪

⎨⎧=±=±=99357.00076.005368.00189

.023797.02R b a a 浓度c 与表面张力σ的关系图 如图1所示。拟合直线和数据点的

一致性较好。

按方程

⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡

⎪

⎭⎫ ⎝

⎛+

⨯-⨯=05368.01ln 23797.019.71c σ

求斜率可得

c c dc

d +-=+⨯-=05368.0110

.1705368.023797.09.71σ

则代入吉布斯吸附等温式有

()15.298314.805368.0110.17)/10(23⨯⨯+⨯=⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂-

=-c c c RT

c

m mol T στ

取20 个浓度点（单位为mol/l ）代入得一系列表面吸附量值，如表2所示。

表2 25度时不同浓度正丁醇溶液的表面吸附量

计算不同浓度正丁醇溶液的τ/c 值（如表3所示），并绘制τ/~c c 图（如图2所示）。

表3 25度时不同浓度正丁醇溶液的τ/c 值

图1 正丁醇溶液浓度c 与表面张力σ的关系

对图2中数据点做线性拟合可得斜率mol m k /10449.125⨯=。因此饱和吸附量为

2

6/10901.61

m mol k -∞⨯==τ

再由公式计算正丁醇的截面积为

2

21823

5241.010241.010023.610449.11nm m L k L S B =⨯=⨯⨯==Γ=-∞

比参考值2289.0274.0nm -偏小%6.16%0.12-。

图2 正丁醇溶液浓度c 与的τ/c 关系