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表面张力的意义,醇类在不同温度下的表面张力测定数据

来源:山东工业技术 浏览 444 次 发布时间:2023-11-28

表面张力是工业上和日常生活中都非常重要的数据。研究温度对醇类表面张力的影响,选用威廉米吊片法对甲醇、无水乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-庚醇这六种醇在20°C-60°C的温度范围内进行其表面张力数值的测定,为煤气净化吸收剂的多重选择寻找理论依据。数据表明,这六种醇在20°C-60°C的温度范围,每一种醇的纯液体表面张力都随温度的升高而呈直线下降现象;相同温度下,醇表面张力的大小依次为乙醇<甲醇<1-丙醇<1-丁醇<1-戊醇<1-庚醇;醇类密度随温度的变化趋势和醇类表面张力随温度变化趋势相同。


表面张力的意义


表面张力是表征气体-液体界面现象,研究流体界面张力[1]的重要参数,在精细化工的表面活性剂研究方面(胶黏剂工业、涂料工业、军事工业、尖端技术工业)有重要的应用价值,如:特殊印刷线路板电镀中电镀电极是否与镀液接触良好和镀液表面张力有很大关系。另外在煤化工领域亦有重要的应用价值,如甲醇在气体净化[3]中(脱除天然气中的CO2以及H2S)的应用:低温甲醇洗涤法Rectisel(德国鲁奇公司开发)。醇类的表面张力数据在相关的化学品物性数据手册中较少。通过全自动表面张力仪(BZY—1),测定甲醇、无水乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-庚醇这六种纯液体的表面张力(空气-醇界面张力),为醇类的气-液界面理论研究以及醇类在煤化工领域的应用提供基础数据。


实验数据分析


醇类在不同温度下的表面张力趋势


表1醇类在不同温度下的表面张力

图1在不同温度下醇类的表面张力变化趋势


图2在相同温度下的醇类表面张力排布趋势


由图1可以看出,随着温度增大,实验所测的醇类的表面张力均呈直线下降的趋势。由图2可以看出,随着温度增大,实验所测的醇类的表面张力均下降;在相同温度下,醇类的表面张力的大小为:乙醇<甲醇<1-丙醇<1-丁醇<1-戊醇<1-庚醇。


醇类密度与醇类表面张力

表2醇类在不同温度下的密度和表面张力


由表2可以很明显地看出醇系列的密度曲线及其表面张力曲线有十分相似的变化趋势,表明醇类的表面张力值与其密度值有很大的相关性。


醇类表面张力变化趋势


表3醇类表面张力γ/(mN/m)测定数据表格

图3醇类表面张力随温度变化的程度


由图3,拟合醇类表面张力数据直线。用直线的斜率k值的绝对值表示表面张力随温度变化的剧烈程度。上图中k值绝对值:乙醇>1-丙醇>1-戊醇>1-丁醇>1-庚醇>甲醇


结论


本实验所测的试剂为六种分析纯的伯醇:甲醇,乙醇,1-丙醇,1-丁醇,1-戊醇,1-庚醇。对此六种试剂不同温度下的表面张力值的测定和分析,可以得出以下结论:


(1)纯液体醇的表面张力随温度变化,试验中每一种醇表面张力测定值都随温度的升高而呈直线下降趋势(在拟合的曲线中,直接表述为直线的斜率k)。


由于不同液态醇类的液态性质不同,其表面张力变化的程度如下表4:

(k值表示表面张力随着温度变化的剧烈程度,ΔγS表示某温度区间表面张力的最大差异值)


(2)相同温度下,醇表面张力的大小为:乙醇<甲醇<1-丙醇<1-丁醇<1-戊醇<1-庚醇;


(3)醇系列的密度曲线及其表面张力曲线有十分相似的变化趋势,表明醇类的表面张力值与其密度值有很大的相关性。



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