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6种短链醇溶液分子结构对表面张力和表面吸附性能的影响

招财猫开奖网站 www.betterbodygear.com 来源:实验室研究与探索 浏览 459 次 发布时间:2023-07-11

溶液表面吸附与表面张力测定实验是化学、化工、应用化学、环境和材料等专业开设的一个重要的物理化学基础实验,该实验的测定原理和数据处理过程几乎涉及到表面化学中所有重要的基本概念和公式,例如表面张力、表面过剩、饱和吸附量、覆盖度(或吸附率)、吸附分子的横截面积、Laplace方程、Gibbs吸附公式和Langmuir吸附等温式等等,而且许多现象,如毛细现象、润湿现象、吸附现象等与表面张力相关,3次采油、原油管道运输、化工传质分离、矿物浮选和环境监测等领域也都与液体的表面张力和吸附息息相关。


目前,用以测定溶液表面张力和表面吸附的方法很多,如毛细管上升法、吊环法、最大压差法、滴体积法和悬滴法等。其中,最大压差法的检测设备简易,操作方便。


本文立足于基础实验教学的仪器条件,将物理化学基础实验“溶液表面吸附和表面张力测定”内容进行设计和延伸,分别测定了6种短链醇溶液在不同浓度下的表面张力,考察了分子结构对表面张力和表面吸附性能的影响,并利用Origin软件分别基于传统数据处理方式和曲线拟合方式计算得到吸附分子的横截面积。

结语


采用最大压差法系统研究了不同短链醇溶液的吸附行为(表面张力σ、表面吸附量?!藓臀讲惴肿拥暮峤孛婊鼳0),根据Δp随醇溶液浓度的变化,得出了醇溶液的σ值,探讨了分子结构(碳链长度、支链等)对表面张力和吸附性能的影响,提出了适用于综合实验的醇类溶液浓度范围,并利用Origin软件分别基于传统数据处理方法(学生可逐步求得表面张力、饱和吸附量、吸附层分子的横截面积等数据并加以讨论,)和曲线拟合方法(热力学方法推导后,Origin中直接曲线拟合)计算得到吸附分子的横截面积。


醇类溶液表面张力及其表面吸附测定实验的合理设计与探索,可将这样一个从宏观实验数据计算出微观结果的经典物理化学实验项目转化为综合性实验;采用最大压差法探讨醇溶液的吸附行为,学生们不仅可以掌握表面张力和表面吸附参数的实验原理及测定方法,而且可以在掌握传统数据处理的基础之上理解曲线拟合的实质理论,还可更加深入对表面化学中基本概念、理论的理解及对微观结构的认识等;通过强调对实验结果的分析与讨论,可锻炼学生从理论的角度剖析结果的能力,有利于培养学生的科研素养。