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求助：乙醇分子的横截面积？【有效期至2008年6月7日】
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求助：乙醇分子的横截面积？ 请热心人帮忙！最好注明出处！ [ Last edited by xiaoqiao7753 on 2008-5-28 at 13:10 ] |
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xiaoqiao7753
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2楼2008-05-25 11:57:07
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xiaoqiao7753(金币+10,VIP+0):乙醇吸附所形成的单分子层是致密的吗？能保证吸附时乙醇分子是垂直90度吗？ 否则这样计算得到的数据不是比实际要大？
xiaoqiao7753(金币+10,VIP+0):乙醇吸附所形成的单分子层是致密的吗？能保证吸附时乙醇分子是垂直90度吗？ 否则这样计算得到的数据不是比实际要大？
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溶液表面张力的测定 1. 实验目的 1) 了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系。 2) 通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算吉布斯表面吸附量和乙醇分子的横截面积，掌握吊环法测定表面张力的原理和技术。 2. 实验试剂及仪器 无水乙醇，密度0.7893 g/cm3 蒸馏水 洗瓶 量筒（25ml） 50ml容量瓶（8个） 移液管（10ml和50ml各一个）自动界面张力仪 3. 实验原理 处于液体表面层的分子具有高于内层分子的能量，处于热力学不稳定状态。单位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量成为比表面自由能。液体表面自由能或表面能力的降低一般是自发过程，对纯溶剂可通过表面收缩来降低其自由能。溶液则可通过调解溶质在溶液表面层的浓度来降低，其结果导致溶质在表面层的富集。此种现象称为表面吸附。吉布斯（Gibbs）用热力学方法得出溶质表面吸附量Г与该溶液表面张力σ 和溶液浓度c之间的关系为 Г=c/RT(∂σ/∂c)T 式中：Г为吸附量（mol·m-2）；σ为表面张力（J·m-2）；T为绝对温度（K）；c为溶液浓度（mol·L-1）；R为气体常数。 当(∂σ/∂c)T<0，则Г>0，称为正吸附，反之为负吸附。 当表面分子在水溶液表面达到饱和吸附时，由于两分子的紧密定向排列而形成单分子膜。此时，吸附量Ѓ与浓度c的关系可用兰格缪尔吸附定温式表示： Г=Г∞·K·c/(1+K·c) 将上式取倒数得： c/Γ= c/Γ∞＋1/KΓ∞ 式中：K为吸附平衡常数；Г∞饱和吸附量。以c/ Ѓ- c作直线，直线的斜率的倒数即为Г∞。 依据下式，从饱和吸附量Г∞可求出两分子的横截面积S值： S=1/NAГ∞ 式中NA是阿伏伽德罗常数。因此，只要测出不同浓度下溶液表面张力σ，就可求出Г、Г∞，进而求出表面活性分子的截面积。 将一个金属环(如铂丝环)放在液面(或界面)上与润湿该金属环的液体相接触，则把金属环从该液体拉出所需的拉力P是由液体表面张力、环的内径及环的外径所决定。在环快要离开溶液表面时,溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜,随着吊环被拉出，需要的拉力为 P=mg=2πσR′+2πσ(R′+2r)=4πσ(R′＋r) =4πRσ （注：m为液柱重量；R′为环的内半径；r为环丝半径；R为环的平均半径，即R＝R′＋r ；σ为液体的表面张力。） 拉力P可通过扭力丝天平测出 F=0.7250+（0.01452P/C2D+0.04534-1.679r/R）1/2 式中，L为铂环周长；ρ为溶液密度；R为铂环半径；r为铂丝半径。 4. 实验步骤 1) 根据乙醇的密度（0.7893g/cm3）在50ML容量瓶中，分别配制浓度0.4 mol·dm-3、0.6mol·dm-3、0.8 mol·dm-3、1.0 mol·dm-3、1.2 mol·dm-3、1.4 mol·dm-3的乙醇水溶液。注意：“洗一个，配一个”以免瓶盖混淆不配套。 2) 打开界面张力仪电源开关预热仪器。将张力仪的样品杯取出，用蒸馏水洗净后，用少量待测液润洗，加入溶液至杯高至少一半处。注意：待测溶液从低浓度到高浓度测量，避免高浓度试液残留增大后面误差。 3) 从吊环盒中轻轻取出吊环（并注意吊环放法），挂在张力仪的小钩上，关上张力仪两侧玻璃门，调节仪器上标有O.ADJ的旋钮是读数显示 -0.00 。注意：调零步骤仅一次，之后整个实验过程中不可重调零。 4) 将装有待测溶液的样品杯放入张力仪的托架上，关上张力仪的门，按向上升的键“▲”样品托架上升，当吊环深入到液面下8mm处，按“●”键停止按“P﹒H”键（保持纪录测量过程中的最大值），再按“▼”使样品托架下降，显示值不断上升，当吊环液膜被拉破时数值为最大值，记下此时的数值（张力）及相应浓度，迅速按“●”键停止（以免托架下降到基座损坏机器）。每组数据重复做三次。注意：每次做完一组要用下一组待测试液淋洗样品杯几次。 5) 取下吊环放入筒中，注意放法，避免使吊环变形，清洗样品杯及容量瓶，清理实验台。记录测定时的温度。 5. 数据处理 将实验数据列表，求出校正因子F，并求出各浓度乙醇水溶液的σ实际。绘出σ-C图。在曲线上选取6～8点作切线求出Z值。由Γ＝ZRT计算不同浓度溶液的Γ值，并作Γ-C图，求Г∞并计算So和δ。 c浓度（mol / l） Г1 Г2 Г3 平均 (∂σ/∂c)T Г （5%）0.8533 65.9 66.0 65.6 65.8E-3 -0.00692 2.38332E-06 （10%）1.7065 59.8 60.0 60.0 59.9E-3 -0.00668 4.60104E-06 （15%）2.5598 54.3 54.5 54.4 54.4E-3 -0.00568 5.86851E-06 （20%）3.4132 50.2 50.3 50.2 50.2E-3 -0.00463 6.37847E-06 （25%）4.2665 46.7 46.4 46.4 46.5E-3 -0.00352 6.06161E-06 （30%）5.1198 44.0 44.4 44.1 44.2E-3 -0.0024 4.96E-06 （35%）5.9731 42.3 42.4 42.5 42.4E-3 -0.00223 5.38E-06 （40%）6.8264 40.4 40.2 40.5 40.4E-3 -0.00234 6.45E-06 拟合得：Γ∞ = 1 / 147368 得: SB =2.45 x10-19m2 |
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