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基于威廉米吊片法測(cè)定溫度對(duì)醇類表面張力的影響
來源:山東工業(yè)技術(shù) 瀏覽 629 次 發(fā)布時(shí)間:2023-07-25
表面張力是工業(yè)上和日常生活中都非常重要的數(shù)據(jù)。研究溫度對(duì)醇類表面張力的影響,選用威廉米吊片法對(duì)甲醇、無水乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-庚醇這六種醇在20°C-60°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行其表面張力數(shù)值的測(cè)定,為煤氣凈化吸收劑的多重選擇尋找理論依據(jù)。數(shù)據(jù)表明,這六種醇在20°C-60°C的溫度范圍,每一種醇的純液體表面張力都隨溫度的升高而呈直線下降現(xiàn)象;相同溫度下,醇表面張力的大小依次為乙醇<甲醇<1-丙醇<1-丁醇<1-戊醇<1-庚醇;醇類密度隨溫度的變化趨勢(shì)和醇類表面張力隨溫度變化趨勢(shì)相同。
威廉米吊片法測(cè)定表面張力時(shí),將一個(gè)薄片如鉑金片、云母片或毛玻璃片等懸掛于液體之上,使其剛好與液面接觸。此時(shí)薄片受到液體的表面張力,受力不平衡,為維持原本的位置,就必須施加一個(gè)向上的拉力P,此力與表面張力大小相同、方向相反??梢杂上率接?jì)算表面張力γ:
式中,P為測(cè)定的拉力,用扭力絲測(cè)定;l為片長(zhǎng),以厘米為單位;d為片厚,以厘米為單位;θ為接觸角(約90°)。
此公式也可以測(cè)定表面張力的近似值:由于吊片很薄,厚度可以忽略不計(jì),而且接觸角θ認(rèn)為絕對(duì)等于90°,則cosθ=1,所以上式又可寫為:
結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)所測(cè)的試劑為六種分析純的伯醇:甲醇,乙醇,1-丙醇,1-丁醇,1-戊醇,1-庚醇。對(duì)此六種試劑不同溫度下的表面張力值的測(cè)定和分析,可以得出以下結(jié)論:
(1)純液體醇的表面張力隨溫度變化,試驗(yàn)中每一種醇表面張力測(cè)定值都隨溫度的升高而呈直線下降趨勢(shì)(在擬合的曲線中,直接表述為直線的斜率k)。
由于不同液態(tài)醇類的液態(tài)性質(zhì)不同,其表面張力變化的程度如下表:
(k值表示表面張力隨著溫度變化的劇烈程度,ΔγS表示某溫度區(qū)間表面張力的最大差異值)
(2)相同溫度下,醇表面張力的大小為:乙醇<甲醇<1-丙醇<1-丁醇<1-戊醇<1-庚醇;
(3)醇系列的密度曲線及其表面張力曲線有十分相似的變化趨勢(shì),表明醇類的表面張力值與其密度值有很大的相關(guān)性。