吸附量和乙醇浓度的关系

用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力。

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

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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所以可以稀释N倍

详解参看： http://baike.baidu.com/view/106631.htm?fr=ala0_1_1