内容发布更新时间 : 2024/12/22 22:25:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
一、实验目的
1. 用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力。 2. 利用吉布斯公式计算不同浓度下乙醇溶液的吸附量。 二、实验原理
气泡最大压力法测定表面张力处于溶液表面的分子,由于受到不平衡的分子间力的作用而具有表面张力γ.其定义是在表面上垂直作用于单位长度上使表面积收缩的力。气泡最大压力法测定表面张力装置见实物；实验中通过滴水瓶滴水抽气使得体系压力下降，大气压与体系压力差△p逐渐把毛细管中的液面压至管口，形成气泡。在形成气泡的过程中，液面半径经历：大→小→大，即中间有一极小值rmin?r毛；由拉普拉斯方程：
?P?2γr 可知此时压力差达极大值。
?Pmax?2γ2γ?rminr毛
γ?k?Pmax
式中k为仪器常数，通常用已知表面张力的物质确定。本实验用蒸馏水确定k。 溶液表面吸附量,以及饱和吸附时每个分子所占的吸附截面积的确定 加入表面活性物质时 溶液的表面张力会下降,溶质在表面的浓度大于其在本体的浓度,此现象称为表面吸附现象,单位溶液表面积上溶质的过剩量称为表面吸附量Γ.在一定温度和压力下,溶液的表面吸附量Γ与表面张力γ及溶液本体浓度c之间的关系符合吉布斯吸附等温式:
???cdγ?RTdc
对可形成单分子层吸附的表面活性物质，溶液的表面吸附量Γ与溶液本体浓度c之间的关系符合朗格谬尔吸附等温式
?????kc1?kc
由实验测出不同浓度c对应的表面张力γ,作γ～ c图，拟合曲线方程γ= f（c）；求导得
到dγ/dc代入吉布斯方程可计算溶液表面吸附量Γ；再作～ｃ图，拟合直线方程，由直线
斜率A可得饱和吸附量?= 1 / A；?为单位溶液表面积上吸附的溶质的物质的量，则溶质在溶液表面上的吸附截面积为：
??
Am?1L??
式中L为阿伏加德罗常数。 三、实验内容和要求
实验内容：用最大气泡法测定不同浓度的乙醇溶液的表面张力?，作出?-C曲线，并计算吸附量；作吸附量Γ对浓度Ｃ曲线，找出最大吸附量?。
实验要求：1.本实验的关键在于仪器必须洗涤清洁。
2.毛细管保持垂直，其端部保持平整，且与液面接触处相切。
四、实验主要仪器设备和材料
夹套式表面张力测量管；水压差计；分液漏斗；500mL烧杯。
不同浓度的乙醇溶液（0.05M，0.10M，0.15M，0.20M, 0.25M, 0.30M）。 五、实验方法、步骤及结果测试
1.安装好实验装置。
2.把蒸馏水盛入夹套测量管中，再用蒸馏水洗净毛细管，插入测量管中，使其尖端刚好与液面接触，且保持毛细管竖直。如果此时液面沿毛细管上升，且在压差计上显示出很小的压差，那么可判断装置不漏气，否则，表示装置漏气，要重新检查。
3.检查装置不漏气后，打开分液漏斗活塞，使其中的水一滴一滴的滴下，管内逐步减压，毛细管中的液面下降，当毛细管内外的压力差（p大气-p系统）恰好能克服蒸馏水的表面张力时，毛细管尖端便有气泡逸出，此时压差计读数出现负的最大值。当气泡形成的频率稳定时，记录压差计读数三次，求出其平均值，得Δp，再查得该温度下水的σ数值，可求得仪器常数
?K??水?p水。
4.同测量蒸馏水的Δp一样，顺次从稀到浓测出不同浓度的正丁醇溶液的表面张力，废
液倒入指定的废液瓶。
5.实验完毕,清洗玻璃仪器,整理实验台。 六、实验报告要求
实验报告形式(包括实验目的、实验原理、实验主要仪器设备和材料、简单的试验装置图、实验步骤、实验数据、数据处理及注意事项，思考题等部分。其中数据处理作图应使用坐标纸。) 七、思考题
1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读取最大压力差？
2.为什么玻璃毛细管一定要与液面刚好相切，如果毛细管插入一定深度，对测定结果有何影响？
3.测量过程中如果气泡逸出速率较快，对实验有无影响？为什么？ 4.在本实验装置中，液体压力计内的介质是水，选用水银是否可以？
实验四 乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定
实验项目性质：验证性 实验计划学时：4学时 一、实验目的
用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数；了解二级反应的特点。 二、实验原理
乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应：
?? CH3COOC2H5?OH?CH3COO?C2H5OH
其反应速度可用下式表示：
dx?k(a?x)(b?x)dt （1）
式中：a，b分别表示两反应物初始浓度；x为经过t时间减少了的a和b的浓度；k：反应速率常数。积分上式得：
k?1b(a?x)?ln[]t?a?b?a?c?x?
若当初始浓度相同，即a＝b时；可使计算式简化,
dx?k(a?x)2dt
积分上式得
k?1xt?a?a?x? (2)
随着皂化反应的进行，溶液中导电能力强的OH—逐渐被导电能力弱的CH3COO-所取代，溶液导电能力逐渐降低。本实验用电导率仪跟踪测量皂化反应进程中电导随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令L0，Lt和L∞分别表示时间t为0，t和∞(即反应完毕)时电导，则： x ∝ (L。-Lt)，a ∝(L。-L∞)，(a - x) ∝ (Lt - L∞) ， 代入（2）式得：
k?
1L0?Lt1(L0?Lt)?,Lt???L?t?aLt?L? k?at
∴以Lt对(Lo-Lt)/t作图可得一直线，其斜率等1/ka ；由此可求得反应速率常数k。 三、实验内容和要求
1.动力学速率常数与温度有关，反应液加入反应器应恒温3～5分钟，不可立即反应。 2.实际操作因镀铂黑电导电极上长期使用铂黑脱落，刚开始反应（L0）较小；这时可用校正旋纽调节到读数较大的位置（只能刚反应时调节，以后不能再改变）。因用Lt对(Lo—Lt)/t作图可得一直线，其斜率等1/ka ；Lt对(Lo—Lt)/t都放大相同倍数，不影响斜率。 四、实验主要仪器设备和材料
恒温槽1套、电导率仪1台、秒表1只、碘量瓶（150ml）2个、电导池1只、移液管（50ml）2支、洗瓶1个、0.0500mol?dm-1NaOH溶液（新鲜配制）、0.100mol?dm-1NaOH溶液、0.100mol?dm-1 CH3COOC2H5溶液（新鲜配制）、0.0500mol?dm-1CH3COONa溶液。 五、实验方法、步骤及结果测试
1. 调节恒温槽至25±0.2℃恒温。 2. 预热电导率仪并用蒸馏水进行调节。
3. 取0.05 mol?dm-1?NaOH溶液（新鲜配制）于电导池中，将电导池置于25℃恒温槽中，测出L0，再取0.0500mol?dm-1?CH3COONa溶液于电导池中，将电导池置于25℃恒温槽中，测出L?。
4.于干净混合反应器中，用移液管加20mL 0.100mol?dm-1 NaOH溶液于a池， 加20mL0.100mol?dm-1 CH3COOC2H5溶液（新鲜配制）于b池。将反应器置于恒温槽中，约20min恒温后，将两溶液混合，用电导率仪测量Lt，秒表计时。
5. 实验完毕,清洗玻璃仪器,关闭电源,整理实验台。 六、实验报告要求
实验报告形式(包括实验目的、实验原理、实验主要仪器设备和材料、简单的试验装置图、实验步骤、实验数据、数据处理及注意事项，思考题等部分。其中数据处理作图应使用坐标纸。) 七、思考题
1.被测溶液的电导率是哪些离子的贡献？反应进程中溶液的电导为何发生变化？ 2.为什么要使两种反应物的浓度相等？如何配制制定浓度的溶液？
3.为什么要使两溶液尽快混合完毕？开始一段时间的测定间隔期为什么应短些？
实验五、二元凝聚物系相图
实验项目性质：验证性 实验计划学时：4学时 一、实验目的
1、 了解热分析的测量技术。