余高奇
乙醇水溶液表面张力的热力学模拟
2024-5-30 01:15
阅读:1418

       本文拟在前期工作[1,2]基础上,继续模拟20℃时乙醇水溶液的表面张力,供参考.

       20℃时,乙醇(AR)与蒸馏水(AR)的相关热力学性质参见如下表1所示:

                           表1. 20℃时,乙醇(AR)与蒸馏水(AR)的相关热力学性质

              image.png 

 1. 乙醇水溶液表面张力模拟原理

       通常情况下乙醇与水可以以任意比例互溶,乙醇的水溶液并不是理想液态混合物.

      为表面张力模拟方便,忽略乙醇水溶液的体积效应,100ml乙醇水溶液的表面积(As)仍按1.5518×10-2m2计.

      乙醇水溶液表面张力模拟公式参见如下式(1)所示:

      image.png             (1)    

      乙醇水溶液配制时的体积比参见如下表2所示:

                                                            表2. 20℃时乙醇水溶液配制时的体积比

image.png

 2.乙醇水溶液表面张力模拟结果

         乙醇水溶液表面张力模拟结果参见如下表3及表4所示: 

                                                     表3. 20℃时乙醇水溶液表面张力模拟结果1

         image.png 

                                                       表4. 20℃时乙醇水溶液表面张力模拟结果2

image.png

   3.结果讨论

       由表3及表4数据可绘制得到20℃时乙醇水溶液的表面张力与蒸馏水的物质的量分数关系图,参见如下

图1所示:

image.png 

                                            图1. 20℃时乙醇水溶液的表面张力与蒸馏水的摩尔分数关系 

       图1中乙醇水溶液表面张力(γ与蒸馏水的物质的量分数[x(蒸馏水)]函数关系为:

       image.png      (2)

       相关系数:image.png                    (3)

       由于蒸馏水的表面张力远大于乙醇,随着蒸馏水含量增加,乙醇水溶液的表面张力一定增大. 图1及表3、4

的数据均证实了这一点.

  4. 结论   

     ⑴image.png ;

     ⑵ 随着蒸馏水含量增加,乙醇水溶液的表面张力增大.

参考文献

[1] 余高奇.校正因子与相对化学势的计算. 科学网博客, 2024,5.

[2] 余高奇.甲醇/乙醇混合溶液表面张力的热力学模拟.科学网博客,2024,5. 

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