乙醇表面张力随温度公式
乙醇的表面张力符合下列公式:σ( × 10-3N·m-1) = 72 - 0.5c 0.2c2 ,c(mol·dm-3)为乙醇
的浓度。试计算温度25℃ 时:
(1) 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm-3 表面超量
(2) 求出饱和吸附量
(3) 算乙醇分子的截面积 。
解:σ = 72-0.5c 0.2 c2 ,(∂σ/∂c)A,p = ( -0.5 0.4 c) × 10-3
(1) c = 0.3 M,
Γ1 = -c/RT·(∂σ/∂c)T,p = [-0.3/(8.314 × 298)] · (-0.5 0.4 × 0.3) × 10-3
= 4.6012 × 10-8 mol/m2
c = 0.5 M,
Γ2 = [-0.5/(8.314 × 298)] · (-0.5 0.4 × 0.5) × 10-3 = 6.0543 × 10-8 mol/m2
(2) 由类似的 Langmuir 公式: Γ = Γ∞·Kc/(1 Kc)
1/Γ = 1/Γ∞ 1/Γ∝K·1/c
┌ 1/(4.6012 × 10-8) = 1/Γ∞ 1/Γ∞K·1/0.3
└ 1/(6.0543 × 10-8) = 1/Γ∞ 1/Γ∞K·1/0.5
解得,Γ∞ = 11.503 × 10-8 mol/m2
(3) A∞ = 1/Γ∞NA = 1/(11.503 × 10-8 × 6.022 × 1023)
= 1.4436 × 10-17m2 (乙醇分子截面积)
安装Origin 7.0软件并双击打开;
2. 在A[X]和B[Y]数据列分别输入正丁醇浓度和相对应的最大压力差;
3. 在空白处点击鼠标右键,点击“Add New Column(增加新列)”增加新的数据列C[Y];
4. 右键单击C[Y]数据列,点击“Set Column Values(设置列值)”,在对话框中输入计算程序计算正丁醇的表面张力:“(0.0728/566)*col(B)”,输入完毕之后点击“OK”,这时在C[Y]中就得到了不同正丁醇溶液的表面张力。注意在“(0.0728/566)/col(B)”公式中,“”0.0728“为实验温度下水的表面张力,各组的数据可能不同,”566“为测定的水的最大压力差,各组也是不同的,输入你组测定的数据进行计算即可。
5. 选中C[Y]数据列,点击“Analysis(分析)→Non-linear Curve Fit(非线性曲线拟合) →Advanced Fitting Tool(高级拟合工具)”,出现数据拟合对话框。
6. 点击对话框中的”Function(函数)→New(新建)”,建立新的拟合函数。
7. 在“Example(样本)“框内输入你指定的拟合函数:”y=p1-p2*ln(1+p3*x)“,并将”Number of Parameters(参数数量)“设为3,将”Form(形状)“设为”Equations(方程式)“,点击“Save(保存)”保存,这时我们的拟合函数
8. 设定完毕
点击“Action(执行) →Dataset(数据列)”,出现参数指定对话框。”点击在对话框顶部的列表框内单击y 变量,然后在“Available Datasets(可用数据列)”列表框中单击“Data1 -c”单击“Assign(赋值)”命令按钮。即y 变量对应于Data1-C 数列。同样可指定x 变量对应于Data1-A 数列.
9. 点击”Action(执行) →Fit(拟合)“,出现曲线拟合对话框。将“P1、P2、P3 ”初始值均设为“1”。点击“100 Iter”按钮2 ~ 5 次,直至参数值不变即可。同时拟合出的曲线将出现在绘图框中。点击“Done(完成)”,在曲线对话框出现了拟合参数值(也可见曲线下面的数据框,给出了P1、P2、P3的数值,带入y=p1-p2*ln(1+p3*x),得到拟合的函数,其中y为表面张力,x为浓度),代入自定义的函数式中,即为由数据拟合的函数表达式,绘图框中的曲线即为拟合曲线。
10.求算曲线各点对应斜率dγ / dc。按上述方法得到拟合曲线后,鼠标右键点击绘图框“1”,出现快捷菜单,点击最下方的“NLSF”数据。点击 “Analysis”中的“Calculus”中的“Differentiate”,出现dγ / dc 与c的关系曲线的绘图框“Deriv”。
11.在绘图框“Deriv”上双击曲线,出现“Plot Details”对话框,单击“Plot Details”对话框中下方的“Worksheet”,出现关系曲线上的相关数据的对话框“Derivative 1 -Derivative of NLSF1-B”,即拟合曲线上的“A( X) ”-浓度、“NLSF1B( Y) Derivativeof NLSF1-B”-表面张力对浓度的微分值。
12.在“Derivative 1-Derivative of NLSF1-B”表格右边的空白处单击右键,出现快捷菜单,点“Add
New Column”,即出现新的一栏;在空白栏最上一栏中单击右键,出现快捷菜单,点击“Set Column Value”,出现“Set Column Value”对话框,在文本框中输入公式: -(col( A) * col( NLSF1B)) / ( 8.314* 293.15) ( 20℃条件下) 点击“OK”即可得到C( Y) 的吸附量值;
13.再在“Derivative 1-Derivative of NLSF1-B”表格右边的空白处单击右键,出现快捷菜单,点“Add
New Column”,即出现新的一栏;在空白栏最上一栏中单击右键,出现快捷菜单,点击“Set Column Value”,出现“Set Column Value”对话框,在文本框中输入公式: col( A)/col(B)点击“OK”即可得到“浓度/吸附量”;
14.选中C( Y),右键单击,然后单击“Plot→Scatter”,出现浓度/吸附量对浓度的关系曲线;点击“Analysis→Fit-liner”
进行线性拟合,拟合数据见曲线下方的数据框,最后由直线斜率求取饱和吸附量,即可算出乙醇分子截面积。
15.数据拷贝。将窗口最小化,依次点击对话框可查看数据和曲线图,在拷贝曲线图时,点击“Edit→Copypage”,在word文档中点击粘贴即可
以上就是对一族实验数据处理的全过程,通过这个实例相信大家对此深有了解!
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2. 了解表面张力的性质,表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系。
3. 学会镜面法作切线的方法。
二. 实验原理
1. 用本法测定[乙醇,水]溶液的数据对[σ,c],作图将c-σ曲线在不同浓度的斜率T代入吉布斯等温吸附式:
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Γ=﹣T
求出相应的吉布斯吸附量Γ;
按朗格茂尔等温吸附变形公式:
C/Γc-C直线斜率tgβ求出饱和吸附量,进而得出乙醇分子横切面积S和分子长度,结合直线截距得出吸附系数α:
=(tgβ)-1
以上个式中,c为浓度;T为绝对温度(K);σ为表面张力;Γ为吉布斯吸附量;M为溶质摩尔质量;ρ为溶质密度;S为分子截面积;δ为分子长;α为吸附系数;NA为阿伏伽德罗数(6.02×1023/mol);R为气体常数。为了求以上参数,关键是测σ。
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2. 表面张力及界面张力,矢量。源于凝聚相界面分子受力不平衡,意为表面的单位长度收缩力。σ也是在个条件下凝聚系表面相得热力学强度性质,如果恒温、恒压下扩大单位表面积所需的可逆功,故亦称为表面自由焓。
σ与凝聚相和表面共存接触相种类有关,还与T,P有关,与凝聚相纯度和杂志种类有关。浓度升高,溶液的σ有增有减,随溶质、溶剂而异,表面活性剂是两亲分子,他们的水溶液σ随浓度升高先剧降,后微升,在渐趋稳定。σ随c而变化的本质是溶液表面浓度对体相浓度的偏离,此现象称为表面吸附。表面吸附量Γ与浓度有关,用吉布斯等温方程求出为σ-c曲线在指定浓度的斜率。<0, Γ>0为正吸附,表面浓度较体浓度高,达饱和吸附时,Γ趋于饱和吸附量,此时两亲分子在溶液表面处于高度有序的竖立密集,形成单分子膜。,
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若将兰格缪尔等温吸附式中的吸附量赋予吉布斯吸附量的特定意义,则可从其变形式求出设分子吸附层厚δ,δ即两亲分子长。依δ*ρ=*M,由此得出求分子的式子。
3. δ的测定方法有环法、滴重法、毛细管上升法等,其中最大气泡法设备简单,易操作,应用广。此法是将下口齐平的毛细管垂直插入试液,并使管口刚与液面相切,则可看到在毛细管内形成凹液面。凹液面受力一是大气压,二是附加压力,因此凹液面受到的总压是p1=p0+△p=p0+2σ/r.
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现对管外减压,随管外压力p2=p0+ρg△h减小,|△h|增大,|r|减小,p1随p2同步减小,故p2=p
酒精的结构简式为CH₃CH₂OH或C₂H₅OH。
酒精又称乙醇,有机化合物。乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用;具有特殊香味,并略带刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。
易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶,相对密度(d15.56)0.816。
乙醇的物理性质:具有特殊香味的液体,密度小于水,易挥发,与水以任意比例互溶
乙醇的结构式:
乙醇的分子式:C2H6O
乙醇的结构简式:CH3CH2OH
看结构式可以知道,乙醇是烃的衍生物,也就是乙烷的衍生物。它的官能团是羟基
羟基是:
物质的官能团也就代表了它的化学性质。乙醇的化学性质有:
1、与钠反应(置换)
2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa+H2(置换反应,不是取代反应)
2、氧化反应:
C2H6O+3O2=加热=2CO2+3H2O(乙醇的燃烧)
3、催化氧化:(与氧化铜反应)
2CH3CH2OH+O2=Ag或Cu,加热=2CH3CHO(乙醛)+2H2O
4、与强氧化剂反应:
乙醇可被酸性高锰酸钾溶液和酸性K2Cr2O7氧化,直接氧化成乙酸(醋酸,CH3COOH)
注意:与乙醇有相同官能团的有机物基本上也具备类似性质~
英文名称: ethyl alcohol
中文名称2: 酒精
英文名称2: ethanol
分子式: C2H5OH
分子量: 46.07
一、乙醇的结构
1.分子式:C2H5OH
2.结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂