本文拟结合准静态过程假说，模拟25℃时甲醇(AR)与乙醇(AR)混合溶液的表面张力，供参考.
25℃时，甲醇(AR)与乙醇(AR)的相关热力学性质参见如下表1所示：
表1. 25℃时，甲醇(AR)与乙醇(AR)的相关热力学性质
1. 表面张力模拟原理
甲醇与乙醇混合体系属于紧邻同系混合物，可近似视为理想液态混合物，混合过程：
ΔmixV=0 （1）
式（1）显示，甲醇与乙醇混合前后V甲醇、V乙醇保持恒定.
对于均相纯组分体系，准静态过程假说认为：
（2）
式（2）中“G”代表甲醇或乙醇的吉布斯能；“μ”代表甲醇或乙醇的的化学势；“n”代表甲醇或乙醇的
物质的量；“γ”代表甲醇、乙醇混合液的表面张力；“As”代表甲醇、乙醇混合液的表面积.
设100ml甲醇、乙醇的混合液用直径为28mm的圆柱形容器盛装，则：
As=2πr2+2πrh （3）
h=100ml/πr2 （4）
式（3）、（4）中“r”代表圆柱形容器的半径，r=28mm/2=14mm；“h”代表容器内盛装混合液的高
度, 则：
h=100cm3/[3.14×(1.4cm)2]=16.25cm （5）
As=2×3.14×(1.4cm)2+2×3.14×1.4cm×16.25cm=1.5518×10-2m2 （6）
结合式（2）及（6）可得：
（7）
式（7）即为甲醇/乙醇混合液表面张力的模拟公式.
甲醇/乙醇混合液配制时的体积比参见如下表2所示：
表2. 25℃时甲醇/乙醇混合液配制时的体积比
2. 甲醇/乙醇混合液表面张力的模拟结果
甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果参见如下表3及表4所示：
表3. 25℃时甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果1
表4. 25℃时甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果2
备注：由于用表面张力换算出μi*，理想液态混合物中任意组分化学势计算公式“μi=μi*+RT·lnxi”，需做特殊处理.
3. 结论
⑴对于均相纯组分体系，G=μ·n=γ·As；
⑵对于甲醇/乙醇理想液态混合物体系，溶液表面张力可用下式模拟：
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自余高奇科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3474471-1435981.html?mobile=1
收藏
