物理化学实验思考题及参考答案(12)

25、在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中，哪些因素影响表面张力的测定？应当如何减小或消除这些因素的影响？

答：影响因素有：（1）系统的气密性；（2）毛细管及测定管是否清洗干净；（3) 滴液瓶的放液速度；（4)读取数字微压差仪上压差值； (5)正丁醇溶液浓度是否准确配置。

减小或消除这些因素的方法有：

（1）在测定有效数据之前一定要检查系统的气密性，否则数据不真实。

（2）连接压力计与毛细管及滴液瓶用的乳胶管中不应有水等阻塞物，否则压力无法传递至毛细管，将没有气泡自毛细管口逸出。

（3）测定时毛细管及测定管应洗涤干净，以玻璃不挂水珠为好，否则，气泡可能不呈单泡逸出，而使压力计读数不稳定，如发生此种现象，毛细管应重洗。

（4）测定时毛细管一定要与液面保持垂直，端面刚好与液面相切，若毛细管末端插入到溶液内部，则气泡外的压力：p外= p系统+ρgh，此时因为h不等于0，在气泡的半径等于毛细管半径时：p内=p大气-2γ/r＝p外= p系统+ρgh △pmax = p大气- p系统=ρgh +2γ/r 计算公式将只能采用

??（5）控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均应保持一致，尽可能使气泡呈单泡逸出，以利于读数的准确性。 （6）数字微压差仪上显示的数字为实验系统与大气压之间的压差值。要读取最大压力差数值，因为△pmax与毛细管的半径r 是对应的，只有这样才能获得一致的数据。

（7）正丁醇溶液要准确配制，使用过程中防止挥发损失。测定正丁醇溶液表面张力时按从稀到浓依次进行，毛细管及测定管一定要用待测液润洗，否则测定的数据不真实。毛细管的清洗方法：将毛细管在下次被测溶液中沾一下，溶液在毛细管中上升一液柱，然后用洗耳球将溶液吹出，重复3～4次。

26. 玻璃毛细管插入不同的溶液中，毛细管中的液面高于、低于还是与溶液液面相平？

答：实际上，这里既涉及到润湿的问题，又涉及弯曲表面附加压力的问题，而这两个问题都与表面张力有关。能润湿，则形成凹面，产生一指向溶液外部的附加压力，使毛细管中的液面高于溶液液面；如果接触角为90°，则形成平面，不产生附加压力，毛细管中的液面与溶液液面相平；不能润湿，则形成凸面，产生一指向溶液内部的附加压力，使毛细管中的液面低于溶液液面，如玻璃毛细管插入汞中。

实验八十四 固体在溶液中的吸附

1. 简述测定活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附求出活性炭比表面的实验原理。

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(?pmax??gh)r2

答：根据固体对气体的单分子层吸附理论，认为固体表面的吸附作用是单分子层吸附，即吸附剂一旦被吸附质占据之后，就不能吸附。Γ∞为饱和吸附量，即固体完全被吸附质占据，再假定吸附质分子在吸附剂表面上是直立的，

23???6.02?10?0.243每个醋酸分子所占的面积以0.243nm2计算，则吸附剂的比表面s0???NAa??，则1810只要求出Γ∞，就可以求出吸附剂的比表面。

固体在溶液中吸附量 ：

??x?c0?c? V?mm，固体在溶液中吸附符合兰格缪尔吸附等温式：

????

ck1?ck 重新整理可得：

c11??c ，以c?对c作图，得一直线，由直线的斜率可求得Г∞， ???k??2. 在固体在溶液中的吸附实验中，为了节省时间，如果震荡机一次放不下全部样品，那么，你认为应先放浓度低的还是浓度高的样品去震荡？为什么？

答：应该先放浓度低的样品去振荡。因为在一定的浓度范围里，随着浓度的增大吸附越容易达到平衡，先放浓度小的溶液振荡可节约时间。

3. 在固体在溶液中的吸附实验中，对滴定用的锥形瓶作如下的处理：（1）洗涤后锥形瓶没吹干，（2）用待测液洗涤锥形瓶两次，问对实验有何影响？

答：（1）中的情形对实验没有影响，因为在滴定时，只与物质的量有关，而与浓度是无关的。（2）中的情形对实验是有影响的，将会使实验的结果偏大，用待测液洗涤会使锥形瓶中的物质的量增大。

4. 在固体在溶液中的吸附实验中，如何判断吸附平衡的达到？

答: 取少许滴定，前后两次取样量相同，滴定消耗试剂的量在误差允许的范围内，则可判定已经达到了平衡。

5. 固体在溶液中的吸附实验中，活性碳在HAc水溶液中对HAc的吸附达到平衡后溶液的浓度会怎样？

答：达到平衡后溶液的浓度将降低到某一值后不再随时间的改变而改变。

6. 在固体在溶液中的吸附实验中，吸附作用与那些因素有关？

答：在固体在溶液中的吸附实验中，吸附作用与下列因素有关：（1）温度，固体在溶液中吸附是放热过程，因此，一般温度升高，吸附量减少。 （2）溶解度，溶解度越小的溶质越易被吸附。（3）吸附剂、溶质和溶剂的性质，吸附服从相似相吸的原则。 （4）界面张力，界面张力越低的物质越易在界面上吸附。

7. 固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？

答：与气体吸附比较，溶液吸附更复杂，因为溶液中各种组分，包括溶剂、溶质、电解质溶液中的各种离子和分子，均会在固—液界面上竞相吸附，存在一系列的可能互相关联的吸附平衡。其次溶液吸附较气体吸附要慢很多，因为被吸附组分必须通过扩散穿越一个相当厚度的溶剂层方能到达固面。

8. 试比较弗罗因德利希吸附等温式与兰缪尔吸附等温式的优缺点？

答：弗罗因德利希吸附等温式是经验公式，比较简单易求，只适用于一些浓度适中的溶液；兰缪尔吸附等温式适用的范围较广，能求出吸附剂的比表面积，但是比实际值小一点。

9. 在固体在溶液中的吸附实验中，如何加快吸附平衡的到达？如何判定平衡已经到达？

答：振荡，适当的升高温度可加快吸附平衡的到达。取少许滴定，前后两次取样量相同，滴定消耗试剂的量在

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