《物理化学实验》讲义资料
实验一液体饱和蒸气压的测定
一、实验目的
1.掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
2.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义。
3.了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。
二、实验原理
通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为101.325kPa时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：
(1)
式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：
(2)
其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对1/T作图，应为一直线，直线
的斜率为，由斜率可求算液体的ΔvapHm。
静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此
法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图2-3-1所示：
平衡管由A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
三、仪器试剂
恒温水浴1套；平衡管1只；压力计1台；真空泵及附件等。
纯水；无水乙醇(A.R.)或乙酸乙酯(A.R.)。
图2-3-1 液体饱和蒸气压测定装置图
1-平衡管；2-搅拌器；3-温度计；4-缓冲瓶；5-恒温水浴；6-三通活塞；7-直通活塞
四、实验步骤
1.装置仪器
将待测液体装入平衡管，A球约2/3体积，B和C球各1/2体积，然后按图装妥各部分。
2.系统气密性检查
关闭直通活塞7，旋转三通活塞6使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计显示压差为53kPa(400mmHg)时，旋转三通活塞6停止系统抽气，使真空泵与大气相通。观察压力计的示数，如果压力计的示数能在3～5min内维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查，消除漏气原因。
3.排除AB弯管空间内的空气
将恒温槽温度调至比室温高3℃，接通冷凝水，抽气降压至液体轻微沸腾，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3～5min，可认为空气被排除干净。
4.饱和蒸气压的测定
当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转直通活塞7缓缓放入空气，直至B、C管中液面平齐，关闭直通活塞7，记录温度与压力。然后，将恒温槽温度升高3℃，当待测液体再次沸腾，体系温度恒定后，放入空气使B、C管液面再次平齐，记录温度和压力。依次测定，共测8个值。
五、注意事项
减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。
抽气速度要合适，必须防止平衡管内液体沸腾过剧，致使B管内液体快速蒸发。
实验过程中，必须充分排除净AB弯管空间中全部空气，使B管液面上空只含液体的蒸气分子。AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。
测定中，打开进空气活塞时，切不可太快，以免空气倒灌入AB弯管的空间中。如果发生倒灌，则必须重新排除空气。
温度计读数须作露茎校正。
六、数据处理
1.数据记录表
自行设计数据记录表，包括室温、大气压、实验温度、温度计露茎校正值及对应的压力差等。
室温气压(毫米汞柱)
T(℃) T(K) 1/T P(Pa) P(Pa) Ln p
2.绘出被测液体的蒸气压－温度曲线，并求出指定温度下的温度系数dp/dT。
3.以lnp对1/T作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度范围内水的平均
摩尔气化热ΔvapHm，由图求算纯液体的正常沸点。
七、讨论与质疑
用降温法测定不同温度下纯液体饱和蒸气压的方法如下：
接通冷凝水，调节三通活塞使系统降压13kPa，加热水浴至沸腾，此时A管中的待测液体部分气化，其蒸气夹带AB弯管内的空气一起从C管液面逸出，继续维持10min以上，以保证彻底驱尽AB弯管内的空气。
停止加热，控制水浴冷却速度在1℃/min内，此时待测液体的蒸气压(即B管上空的压力)随温度下降而逐渐降低，待降至与C管的压力相等时，则B、C两管液面应平齐，立即记下此瞬间的温度（精确至1/100℃）和压力计之压力，同时读取辅助温度计的温度值和露茎温度，以备对温度计进行校正。读数后立即旋转三通活塞抽气，使系统再降压10kPa并继续降温，待B、C两管液面再次平齐时，记下此瞬间的温度和压力。如此重复10次(注意：实验中每次递减的压力要逐渐减小，为什么？)，分别记录一系列的B、C管液面平齐时对应的温度和压力。
在降温法测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排净AB弯管内之空气。
八、思考题
1.试分析引起本实验误差的因素有哪些？
2.为什么AB弯管中的空气要排干净？怎样操作？怎样防止空气倒灌？
3.本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？
4.试说明压力计中所读数值是否是纯液体的饱和蒸气压？
5.为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵？
实验二燃烧热的测定
一、实验目的
1.氧弹热量计测定萘的燃烧热
2.明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热的差别
3.了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹热量计的实验技术
4.学会雷诺图解法校正温度改变值
二、基本原理 1.燃烧与量热
根据热化学的定义，1mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。所谓完全氧化，对燃烧产物有明确的规定。譬如，有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为是完全氧化，只有氧化成二氧化碳才可以认为是完全氧化。
燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。
量热法是热力学的一个基本实验方法。在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热QV 和恒压燃烧热Q Ｐ。由热力学第一定律可知，QV 等于体系内能变化△U ；Q Ｐ等于其焓变△H 。若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：
()pV U H ?+?=? (1-1a) nRT Q Q V p ?+= (1-1b)
式中，n ?为反应物和生成物中气体的物质的量之差；R 为气体常数；T 为反应时的热力学温度。
热量计的种类很多，本实验所用氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。其它类型的热量计可参阅复旦大学主编的物理化学实验教材技术部分第一章第Ⅳ节。
氧弹热量计的安装如图1-1-1和图1-1-2所示。
图1-1-1 氧弹热量计安装示意图 图1-1-2 氧弹剖面图
2.氧弹热量计
氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。样品完全燃烧所释放的能量使氧弹本身及其周围的介质的热量计有关附件的温度升高。测量介质在燃烧前后温度的
变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。其关系式如下：
()T C C W Q l Q M
W l V ?+=?--
计水水2
(1-2) 式中,W 2和M 分别为样品的质量和摩尔质量；Q V 为样品的恒容燃烧热；l 和l
Q 是引燃用铁丝的长度和单位长度燃烧热，水W 和水C 是以水作为测量介质时，水的质量和比热容；计C 称为热量计的水当量，即除水之外，热量计升高1C ?所需的热量；T ?为样品燃烧前后水温的变化值。
为了保证样品完全燃烧，氧弹中须充以高压氧气或其它氧化剂。因此氧弹应有很好的密封性能，耐高压且耐腐蚀。氧弹放在一个与室温一致的恒温套壳中。盛水桶与套壳之间有一个高度抛光的挡扳，以减少热辐射和空气的对流。
3.雷诺温度校正图
实际上，热量计与周围环境的热交换无法完全避免，它对温差测量值的影响可用雷诺(Renolds) 温度校正图校正。具体方法为：称取适量待测物质，估计其燃烧后可使水温上升1.5～2.00C 。预先调节水温低于室温1.00C 左右。按操作步骤进行测定，将燃烧前后观察所得的一系列水温和时间关系作图。得一曲线如图1-1-3。图中H 点意味着燃烧开始，热传入介质；D 点为观察到GD 线延长并交 ab 线于A 、C 两点，其间的温度差值即为经过校正的T ?。图中AA′为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t 1内，由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温，故应予扣除。CC′为由室温升高到最高点D 这一段时间△t ２内，热量计向环境的热漏造成的温度降低，计算时必须考虑在内。故可认为，AC 两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值。
在某些情况下，热量计的绝热性能主良好，热漏很小，而搅拌器功率较大，不断引进的能量使得曲线不出现极高温度点，如图1-1-4。校正方法相似。
三、仪器 试剂
氧弹热量计 1套 万用电表 1个
) 1支
氧气钢瓶1只温度计(0～50C
氧气减压阀1只托盘天平1台
压片机2台烧杯（1000mL）1只
塑料桶1个引燃专用铁丝
直尺1把苯甲酸(分析纯)
剪刀1把萘(分析纯)
图1－1－3 雷诺温度校正图图1I－1－4 绝热良好情况下的雷诺校正图
四、实验步骤
1.定热量计的水当量
⑴样品制作用台秤称取大约1g苯甲酸（切勿超过1.1g，），在压片机上压成圆片。样片压得太紧，点火时不易全部燃烧；压得太松，样品容易脱落。将样品干净的玻璃上轻击二、三次（为什么？），再用分析天平精确称量。
⑵装样并充氧气拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢丝更应擦干净。搁上金属小皿，小心将样品片放置在小皿中部。剪取18cm长的引燃铁丝，在直径约3mm的玻璃棒上,将其中段绕成螺
图1-1-5 样品安装示意图
旋形约5～6圈。将螺旋部分紧贴在样片的表面，两端如图1-1-5所示固定在电极上。用万用电表检查两电极间电阻值，一般应不大于20Ω，旋紧氧弹盖。氧气钢瓶上装好减压阀，打开钢瓶阀门，使氧弹中充入2Mpa的氧气。钢瓶和气体减压阀的使用方法分别参见复旦大学主编的物理化学实验教材绪论第二节和仪器二。再次用万用表检查两电极间的电阻，如阻值过大或电极与弹壁短路，则应放出氧气，开盖检查。
⑶测量（用案秤准确称取已被调节到低于室温1.0℃的自来水3㎏于盛水桶内，将氧弹放入水桶中央，装好搅拌马达, 把氧弹两电极用导线与点火装置连接，细心安装温度计，盖上盖子。打开自动控制装置的电源，在面板上按下搅拌按钮，恒温搅拌。待温度稳定上升后（大约需要5-10分钟），按下启动按钮，此时打印机应有声音，如没有声音，重新开启控制装置。启动后，打印机会自动收集并记录数据，启动后，前十分钟每隔1分钟打印一次温度（温差），应注意打印机是否打印，如不打印，可重新开启控制装置，若启动十分钟后发现打印机不打印，应举手报告老师，并注意不要关闭电源。启动十分钟后，打印机每隔15秒打印一次数据，直到反应结束。十分十五秒后，装置自动点火，点火后样品开始燃烧。从十分十五秒开始，大概到十三分钟之间，显示温度（温差）开始迅速上升，表明样品点火成功，如果十三分钟后显示温度仍未有显著变化，表明点火失败，应关闭装置重新装样。样品点火成功后，可以准备下一次样品，注意观察温差变化，直到温差达到最高点后又下降，温差继续下降五分钟后可以结束此次实验（结束时间因样品和量的多少而异，本实验两个样品的结束时间一般在启动后20-25分钟）。
实验结束后，小心取下温度计，拔下电极，再取出氧弹，打开出气口放出余气。旋开氧弹盖，检查样品燃烧是否完全。氧弹中应没有明显的燃烧残渣。若发现黑色残渣，则应重做实验。测量燃烧后剩下的铁丝长度以计算铁丝实际燃烧长度（注意，剩余铁珠应去掉，不在计算范围之内，为什么？）。最后擦干氧弹和盛水桶。
样品点燃及燃烧完全与否，是本实验最重要的一步。
2.萘的燃烧热测量
称取0.6 g左右的萘, 同上述方法进行测定。
五、数据处理
1.苯甲酸的恒压燃烧热为－26460 J·g-1；引燃镍铬丝的燃烧热值为－3240 J·g-1。（注意单位）
2.作苯甲酸和萘燃烧的雷诺温度校正图，由△T计算水当量和萘的恒容燃烧热Q V，并计算其恒压燃烧热QＰ。
3.根据所用仪器的精度，正确表示测量结果，并指出最大测量误差所在。
4.文献值
六、讨论与质疑
1.氧弹热量计是一种较为精确的经典实验仪器，在生产实际中仍广泛用于测定可燃物的热值。有些精密的测定，需对氧弹中所含氮气的燃烧值作校正。为此。可预先在氧弹中加入5mL蒸馏水。燃烧以后，将所生成的稀HNO3溶液倒出，再用少量蒸馏水洗涤氧弹内壁，一并收集到150mL锥形瓶中，煮沸片刻，用酚酞作指示剂，以0.100 mol·dm-3的NaOH溶液标定。每毫升碱液相当于5.98 J的热值.这部分热能应从总的燃烧热中扣除。
2.本实验装置也可用来测定可燃液体样品的燃烧热。以药用胶囊作为样品管，并用内径比胶囊外径大0.5～1.0㎜的薄壁软玻璃管*住,装样示意如图Ⅱ-5-5。胶囊的平均燃烧热值应预先标定以便扣除。
3.若用本实验装置测出苯、环已烯和环已烷的燃烧热，则可求算苯的共振能。
七、思考题
1、固体样品为什么要压成片状？
2、在量热学测定中，还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法？
3、如何用禁的燃烧热数据来计算茶的标准生成热。
实验四 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一、实验目的
1.测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。
2.了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。
3.熟悉电导率仪的使用。
二、基本原理
乙酸乙酯皂化反应速率方程，乙酸乙酯皂化反应，是双分子反应，其反应为：
OH H C Na COO CH OH Na H COOC CH 523523++=+++--+
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。不同反应时间的-OH 的浓度，可以用标准酸滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。为了处理方便起见，设523H COOC CH 和NaOH 起始浓度相等，用a 表示。设反应进行至某一时刻t 时，所生成的COONa CH 3和OH H C 52浓度为x ，则此时5
23H COOC CH 和NaOH 浓度为)(x a -。
即
OH
H C COONa CH NaOH H COOC CH 523523+=+
0=t a a 0 0
t t = x a - x a - x x ∞→t 0)(→-x a 0)(→-x a a x → a x → 上述反应是一典型的二级反应。其反应速率可用下式表示：
2)(x a k dt
dx
-= (Ⅱ-15-1) 式中k 为二级反应速率常数。将上式积分得
)
(1x a x ta k -?=
(Ⅱ-15-2) 从式(Ⅱ-15-2)中可以看出，原始浓度a 是已知的，只要能测出t 时的x 值，就可以算出反应速度常数k 值。或者将式(Ⅱ-15-2)写成
kt x a x a =-?)
(1 (Ⅱ-15-3)
以
)
(1x a x a -?对t 作图，是一条直线，斜率就是反应速率常数k 。k 的单位是11min --??mol L (SI 单位是113--??s mol m )如果知道不同温度的反应速率常
数
)(1T k 和)(2T k ，按阿累尼乌斯(Arrhenius)公式可计算出该反应的活化能
)()()(ln 1
21
221T T T T R E T k T k E -== (Ⅱ-15-4)(2)电导法测定速率常数：
首先假定整个反应体系是在接近无限稀释的水溶液中进行的，因此可以认为
COONa CH 3和NaOH 是全部电离的，而523H COOC CH 和OH H C 52认为完全不
电离。在此前提下，本实验用测量溶液电导率的变化来取代测量浓度的变化。显然，参与导电的离子有+Na 、-OH 和-COO CH 3,而+Na 在反应前后浓度不变，
-OH 的迁移率比-COO CH 3的迁移率大得多。随着时间的增加，-OH 不断减少，-COO CH 3不断增加，所以，体系的电导值不断下降。
根据式(Ⅱ-11-15)知
当0=t 时体系总电导率0
k
NoOH m H COOC CH a NaOH a a K k k ,,,0523Λ=+= (Ⅱ-15-5)
式中NaOH a k ,为反应起始时，浓度为a 的NaOH 的电导率，a NaOH m ,Λ为此时的摩尔电导率；523,H COOC CH a k 为反应起始时523H COOC CH 的电导率，与NaOH 相比可忽略。同理有(忽略OH H C 52的贡献)
∞=t 时，a COONa CH m a k 3,Λ=∞ (Ⅱ-15-6)
t t =时，)(,,)(3x a NaOH m x COONa CH m t x a x k -Λ-+Λ= (Ⅱ-16-7)式
中a COONa CH m 3,Λ为反应终了COONa CH 3的摩尔电导率，x COONa CH m 3,Λ为反应进行到t
时COONa CH 3的摩尔电导率，)(,x a NaOH
m -Λ为t 时NaOH 的摩尔电导率。
严格地讲，摩尔电导率与浓度是有关的，但按前面假设，可近似认为：
∞
∞∞--
++=Λ=Λ=ΛOH m Na m NaOH m x a NaOH m a NaOH m ,,,)(,,λλ (Ⅱ-15-8) ∞
∞∞+-+=Λ=Λ=ΛNa m COO CH m COONa CH m x COONa CH m a COONa CH m ,,,,,3
333λλ (Ⅱ-15-9)
式中
∞ΛNaOH m ,、∞
ΛCOONa CH m 3,分别表示NaOH 和COONa CH 3溶液无限稀释时
摩尔电导率，∞Λm 是各离子的无限稀释摩尔电导率。
式(Ⅱ-15-5)式(Ⅱ-15-6)得
)(3,,0a COONa CH m a NaOH m a k k Λ-Λ=-∞ (Ⅱ-15-10) 将式(Ⅱ-15-8)和(Ⅱ-15-9)代入后得
)(3
,,0∞
∞∞---=-CHCOO m OH m a k k λλ (Ⅱ-15-11) 类似处理可得
)(3
,,∞∞∞-
--=-COO CH m OH m t x k k λλ (Ⅱ-15-12)
))((3
,,∞
∞∞-
---=-COO CH m OH m t x a k k λλ (Ⅱ-15-13) 式(Ⅱ-15-12)÷式(Ⅱ-15-13)得
)
()()(0x a x t t -=--∞κκκκ (Ⅱ-15-14)
将式(Ⅱ-15-14)代入式(Ⅱ-15-3)并整理后得
?
=
ta k 1)()
(0∞--κκκκt t 或akt t t =--∞)
()(0κκκκ (Ⅱ-15-15) 利用式(Ⅱ-15-15)，从实验中测得反应进行到t 时的t κ，起始浓度a 、0κ以及终了∞κ，就可以利用(a)计算法或(b)作图法求算出反应速率常数0k 。
三、仪器 试剂
0.02001-?L mol NaOH (新鲜配制)
0.01001-?L mol NaOH (可用0.02001-?L mol 稀释1倍)
0.02001
-?L mol 523H COOC CH (新鲜配制)
0.01001-?L mol COONa CH 3(新鲜配制)
电导仪(DDS —11A) 1台
叉形电导池 1支 恒温槽 1套 秒表 1只
移液管20mL 2支 容量瓶 2个 直形电导池 1个
四、实验步骤
1.电导仪的调节：
DDS —11A 型电导仪的原理和使用方法参见本书Ⅲ物理化学实验规范
2.0κ的测定：
在调节电导率仪的同时，开启恒温槽，控制温度在298.2K ±0.1K 。用0.01001-?L mol NaOH 溶液40mL 注入干净的直形电导池中，插入干净的电极，以液面高于电极1cm ～2cm 为适，浸入已调控好的恒温槽中恒温约10min ，接上电极，接通电导仪，测定其电导率，即为0κ。
3.t κ的测定：
本实验所用的叉形电导池如图(Ⅱ-15-1)所示。
用移液管分别吸取20mL0.02001-?L mol 的NaOH 和20mL0.02001-?L mol 的
523H COOC CH 溶液(新鲜配制)，注入干燥的A 池和B 池。并塞紧塞子，放到恒温
槽内恒温10min 。同时，将电极用蒸馏水洗净，小心用滤纸将电极上挂的少量水吸干(不要碰着铂黑)后插入A 池。然后倾斜电导池，让B 池内的溶液和A 池内的溶液来回混合均匀，同时在开始混合时按下秒表，开始记录时间。接通电极及电导仪准备连续测量。由于该反应有热效应，开始反应时温度不稳定，影响电导率值。因此，第一个电导率数据可在反应进行到6min 时读取，以后每隔3min 测定一次，30min 以〖ZH)〗后可间隔5min 测定一次，测定13组～15组数据即可停止。图Ⅱ-15-1叉形电导池
4.∞κ的测定：有两种方法可以用来测定∞κ：
第一种方法是将反应体系放置4h ～5h ，让反应进行完全，然后在同样的条件
下测定溶液电导率，即为∞κ。
第二种方法是将新鲜配制的0.01001-?L mol COONa CH 3溶液，注入干净的电导池，以同一电极在相同实验条件下测定其电导率，即为∞κ。
5.活化能的测定(选做)：
调节恒温槽的温度，控制在308.2K ±0.1K ，重复实验步骤(2)～(4)操作，分别测定该温度下的0κ、∞κ和t κ。
实验结束后，关闭电源，取出电极，用蒸馏水冲洗干净后浸泡在蒸馏水中。 五、数据处理
室温K 实验温度K 大气压Pa
t
(min)
t κ (1-?m S )
t κκ-0 (1-?m S )
∞-κκt (1-?m S )
∞
--κκκκt t
6 9 12 15 18 21 . . 60
1.将∞
∞
∞∞∞----κκκκκκκκκκκt t t t 0
00、、、、、、填入记录表中。
2.以
∞
∞
--κκκκt 0对t 作图，得一直线。
3.由直线斜率计算反应速率常数k 和半衰期2/1t 。
4.由298.2K 、308.2K 所求出的k (298.2K)、k (308.2K)，按式(Ⅱ-15-4)计算该反应的活化能E (选做)。
5.结果要求及文献值：
①结果要求：
图表符合规范要求，
t t ---∞
∞
κκκκ0作图应线性良好。
k (298.2K)=6±111min --??mol L k (308.2K)=10±21
1min --??mol L
②文献值: 53.400754.01780lg 1++-=-T T k
六、讨论与质疑
1.分别向叉形电导池A 池、B 池注入NaOH 和523H COOC CH 溶液时，一定要小心，严格分开恒温。
2.所用的溶液必须新鲜配制，而且要使所用溶液NaOH 和523H COOC CH 溶液浓度必须相等。
3.实验过程中要很好地控制恒温槽温度，使其温度波动限制在±0.1K 以内
4.混合使反应开始时同时按下秒表记时，保证记时的连续性，直至实验结束(读完t κ)
5.保护好铂黑电极，电极插头要插入电导仪上电极插口内(到底)，一定要固定好。
七、思考题
1.为什么要使NaOH 和523H COOC CH 两种溶液的浓度相等?如何配制指定浓度的溶液?
2.如果NaOH 和523H COOC CH 起始浓度不相等，应怎样计算k 值。
3.用作图外推求0κ与测定相同浓度NaOH 所得0κ是否一致?
4.如果NaOH 与523H COOC CH 溶液为浓溶液，能否用此法k 求值?为什么?
5.为何本实验要在恒温条件下进行?而且反应物在混合前必须预先恒温?
6.用电导法可测乙酸乙酯皂化反应的活化能，试述实验原理，拟定具体步骤，需测哪些数据?注意什么问题?为什么?
实验五 蔗糖水解反应速率常数的测定
一、实验目的
1.测定蔗糖水解反应速率常数和半衰期
2.了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系
3.了解旋光仪器仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法 二、实验原理
蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为： C 12H 22O 11 + H 2O ?→?+
H C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6
(蔗糖)
(葡萄糖) (果糖)
它属于二级反应，在纯水中此反应的速率极慢，通常需要在H +离子催化作用下进行。由于反应时水大量存在，尽管有部分水分子参与反应，仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，而且H +是催化剂,其浓度也保持不变。因此蔗糖转化反应可看作为一级反应。
一级反应的速率方程可由下式表示： —
kc dt
dc
= 式中c 为时间t 时的反应物浓度，k 为反应速率常数。 积分可得： Inc=－kt + Inc 0 c 0为反应开始时反应物浓度。 一级反应的半衰期为： t 1/2=
k
k In 693
.02=
从上式中我们不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，是可以求出反应速率常数k 的。然而反应是在不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。但是，蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进程。
测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力，溶剂性质，溶液浓度，样品管长度及温度等均有关系。当其它条件均固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系，即
α=Kc
式中比例常数K 与物质旋光能力，溶剂性质，样品管长度，温度等有关。 物质的旋光能力用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示：
[]A
D c l ??=
10020αα 式中“20”表示实验时温度为20℃，D 是指用纳灯光源D 线的波长（即589毫微米），α为测得的旋光度，l 为样品管长度（dm ），c A 为浓度（g/100mL ）。
作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[]20
D α=66.6；生成物中葡萄糖
也是右旋性物质，其比旋光度[]20
D α=52.5，但果糖是左旋性物质，其比旋光度[]20
D α=
－91.9。由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大，所以生成物呈左旋性质。因此随着反应的进行，体系的右旋角不断减小，反应至某一瞬间，体系的旋光度可恰好等于零，而后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值α
∞
。
设最初系统的旋光度为 α0=K 反c A,0 （t=0，蔗糖尚未水解）
（1）
最终系统的旋光度为 α∞=K 生c A,0 （t=∞，蔗糖已完全水解）
（2）
当时间为t 时，蔗糖浓度为c A ，此时旋光度为αt αt = K 反c A + K 生(c A,0－c A )
(3）
联立（1）、（2）、(3)式可得： c A,0=
生
反K K --∞
αα0=K ′（α0－α∞）
(4)
c A =
生
反K K t --∞
αα= K ′（αt －α∞）
(5)
将（4）、（5）两式代入速率方程即得： In(αt －α∞)=－kt+In （α0－α∞）
我们以In(αt －α∞)对t 作图可得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k ，进一步也可求算出t 1/2。
三、仪器与试剂
旋光仪 一台 50mL 移液管 一支
恒温水槽一套150mL锥形瓶一支
秒表一支蔗糖分析纯台秤一台HCL溶液4mol/L 滤纸擦镜纸
四、实验步骤
1.了解旋光仪的构造、原理，掌握其使用方法。
2.用蒸馏水校正仪器的零点：蒸馏水为非旋光性物质，可用来校正仪器的零点（即α=0时，仪器对应的刻度）。洗净样品管，将样品管一端盖子打开，转入去离子水，使液体成一突出液面，然后盖上玻璃片，此时管内不应有空气泡存在，再旋上套盖，使玻璃片紧贴旋光管，勿使漏水。但必须注意旋紧套盖时，不能用力过猛，以免压碎玻璃片，用滤纸擦干样品管，再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦干净。放入旋光仪，打开电源，预热5-10min，钠灯发光正常。调目镜聚焦，使视野清晰；调检偏镜至三分视野暗度相等为止，记录游标（右边）刻度为检偏镜旋角，记录仪器零点。读数注意0度以下的实际旋光度（读数-180）。读数三次取平均值，即为零点，用来校正仪器的系统误差。
3.蔗糖水解反应及反应过程旋光度的测定：取10克蔗糖放在锥形瓶中，用量筒加50ml去离子水倒入使其融解。用50ml移液管移取25mlHCL溶液放入蔗糖水溶液，边放边振荡，当HCL溶液放出一半时按下秒表开始计时（注意：秒表一经启动，勿停直至实验完毕）。迅速用反应混合液将样品管洗涤三次后，将反应混合液装满样品管，擦净后放入旋光仪，测定规定时间的旋光度。测得第一个数据时间应该为反应开始的前三分钟内。测量时先将三分视场调节到全暗，再记录时间（注意时间要记录准确，以实际反应时间为准），后读数。反应开始的15 min 之内，每隔一分钟读数一次，15 min后，由于反应物浓度降低反应速率变慢，可将每次测量时间间隔适当延长，一直测定到旋光度为负值，并要测量4～5个负值为止。
4.α∞的测量：测定过程中，可将剩余的反应混合物放入55℃恒温槽中加热30min，使反应充分后，冷却至室温后测定体系的旋光度，连续读数三次平均值。
由于反应液的酸度很大，因此样品管一定要擦干净后才能放入旋光仪内，以免酸液腐蚀旋光仪，实验结束后必须洗净样品管。
五、数据处理
试剂：蔗糖(分析纯)，HCl溶液( 4mol/L)；仪器：WXG-4圆盘旋光仪；实验温度：30℃+0.1℃；所测物理量：时间t与对应的旋光度αt；蔗糖反应液配制：蔗糖(10g)+水(50mL)+ HCl(25mL, 4mol/L)。
表1 蔗糖反应液所测时间与旋光度原始数据
t／min
αt
t／min
αt
测定值α
=-4.85
∞
将反应过程所测得的旋光度αt和时间t列表（上表所示），并作出αt～t的曲线图。
2．从αt～t的曲线图上，等时间间隔取8个αt数值，并算出相应的(αt－α∞)和In(αt )的数值并列表。
－α
∞
表2 In(αt－α∞)与t数据
t/min
αt－α∞
In(αt－α
)
∞
3.用In(αt－α∞)对t作图，由直线斜率求出反应速率常数k（直线斜率的相反数即为速率常数k），并计算反应的半衰期t1/2。
六、讨论与质疑
1.在实验过程中，我们用蒸馏水来校正旋光仪的零点，但进行数据处理时并不需要校正零点，为什么？
2.在混合蔗糖溶液时，我们是将HCL溶液加到蔗糖溶液中去的，可否将蔗糖加到HCL溶液中？不能，因为将反应物蔗糖加入到大量HCL溶液时，一旦加入则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一部分蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再准确。反之，将HCL溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。
3.温度对反应速率常数影响很大，所以严格控制反应温度是做好本实验的关键，建议最好用带有恒温夹套的旋光管。本实验因为在室温条件下测定，所以在测定过程中，为了防止由于高压钠灯发光造成体系温度的上升，引起测定结果的
误差，在测定时建议适时将样品管从旋光仪中取出，测定计数时才放入。本实验最好在室温15度以上操作，以免实验时间过长，此时旋光度与时间变化关系变成近似于直线的关系，而实际则应该为曲线关系，故反应时间控制在30～40min为宜。
4.α∞的测量过程中，剩余反应混合液加热温度不宜过高以50～55℃为宜，否则有副反应发生，溶液变黄。因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H+离子催化下，除了苷键断裂进行转化外，由于高温还有脱水反应，这就会影响测量结果。
5.反应溶液的配制
当反应温度为293.2K、298.2K时，反应溶液可按25mL蔗糖溶液加25mLHCl 溶液配制。
当反应温度为303.2K、308.2K时，反应溶液可按50mL蔗糖溶液加25mLHCl 溶液配制。
七、思考题
实际应用
旋光性是鉴定某些天然物和络合物立体化学结构的有效方法之一。利用比旋光度分析蔗糖含量更有其简便和独到之处。
附录：文献值
表3 温度与盐酸浓度对蔗糖水解速率常数的影响
大学物理化学实验全集
实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。
物理化学实验思考题答案
实验一燃烧热的测定预习思考题答案 1、开机的顺序是什么？ 答案：打开电源---热量计数据处理仪—计算机。（关机则相反） 2、搅拌太慢或太快对实验结果有何影响？ .答案：搅拌的太慢，会使体系的温度不均匀，体系测出的温度不准，实验结果不准，搅拌的太快，会使体系与环境的热交换增多，也使实验结果不准。 3、萘的燃烧热测定是如何操作的？燃烧样品萘时，内筒水是否要更换和重新调温？ 答案：用台秤粗称萘0.7克,压模后用分析天平准确称量其重量。 在实验界面上，分别输入实验编号、实验内容（发热值）、测试公式（国标）、试样重量、 点火丝热值（80J），按开始实验键。其他同热容量的测定。内筒水当然要更换和重新调温。 4、燃烧皿和氧弹每次使用后，应如何操作？ 答案：应清洗干净并檫干。 5、氧弹准备部分，引火丝和电极需注意什么？ 答案：引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触，但引火丝和电极不能碰到燃烧皿，以免引起短路，致使点火失败。 6、测定量热计热容量与测定萘的条件可以不一致吗？为什么？ 答案：不能，必须一致，否则测的量热计的热容量就不适用了，例两次取水的量都必须是2.6升，包括氧弹也必须用同一个，不能换。 7、量热计热容量的测定中，“氧弹充氧” 这步如何操作？ 答案：①卸下氧弹盖上的进出气螺栓及垫片，旋上导气管接头，并用板手拧紧； ②关闭（逆时针）氧气钢瓶的减压阀； ③打开（逆时针）氧气钢瓶总阀门，至指针指向10 Mpa左右； ④打开（顺时针）氧气钢瓶的减压阀；使指针指向2.5Mpa→充氧1min； ⑤关闭（逆时针）氧气钢瓶的减压阀； ⑥用板手旋松导气管接头，取出。垫上垫片，拧紧螺栓。 8、实验过程中有无热损耗，如何降低热损耗？ 答案：有热损耗，搅拌适中，让反应前内筒水的温度比外筒水低，且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。 9、药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行?
物理化学实验思考题答案(精心整理)
物理化学实验思考题答案（精心整理） 实验1 1.不能，因为溶液随着温度的上升溶剂会减少，溶液浓度下降，蒸气压随之改变。 2.温度越高，液体蒸发越快，蒸气压变化大，导致误差愈大。 实验3 实验5 T----X图 1蒸馏器中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响 答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。 2若蒸馏时仪器保温条件欠佳，在气相到达平衡气体收集小槽之前，沸点较高的组分会发生部分冷凝，则T—x图将怎么变化 答：若有冷凝，则气相部分中沸点较高的组分含量偏低，相对来说沸点较低的组分含量偏高了，则T不变，x的组成向左或向右移（视具体情况而定） 3在双液系的气-液平衡相图实验中，所用的蒸馏器尚有那些缺点如何改进 答：蒸馏器收集气相、液相的球大小没有设计好，应根据实验所用溶液量来设计球的规格；温度计与电热丝靠的太近，可以把装液相的球设计小一点，使温度计稍微短一点也能浸到液体中，增大与电热丝的距离；橡胶管与环境交换热量太快，可以在橡胶管外面包一圈泡沫，减少热量的散发。 4本实验的误差主要来源有哪些 答：组成测量：(1)工作曲线；(2)过热现象、分馏效应；(3)取样量。
温度测量：(1)加热速度；(2)温度计校正。 5.试推导沸点校正公式： 实验12蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关 答：温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好还是短的旋光管好 答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc ，在其它条件不变情况下，L 越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞ 答：α0＝〔α蔗糖〕D t ℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕D t ℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕D t ℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]D t ℃，[α葡萄糖]D t ℃，[α果糖]D t ℃ 分别表示用钠黄光作光源在t ℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm 表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t ＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝×2×10/100＝° α∞＝×2×10/100×（）＝－° 4、试分析本实验误差来源怎样减少实验误差 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt 是否需要零 点校正为什么 答：(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需，因作lg(αt-α∞)～t 图，不作零点校正，对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制 答：因该反应为(准)一级反应，而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关，只需测得dC/dt 即可。 实验17电导的测定及应用 1、本实验为何要测水的电导率 () ℃果糖℃葡萄糖〕α〕〔α蔗糖t D t D 0[100]L[21+=
大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定
纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压
高分子材料物理化学实验复习资料
一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下，10min 高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值，其单位为g 。 min)10/(600 g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有因和外因两个方面。因主要指分子链的结构、分子量及其分布等；外因则主要指温度、压力、毛细管的径与长度等因素。 为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质，必须将外界条件相对固定。在本实验中，按照标准试验条件，对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同，MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来，熔融指数小，即在10min 从毛细管中压出的熔体克数少，样品的分子量大，如果平均分子量相同，粘度小，则表示物料流动性好，分子量分布较宽。 1、 测烯烃类。 2、聚酯（比如涤纶）不能测。 3、只能区别同种物质。 聚丙烯的熔点为165℃，聚酯的熔点为265℃。熔融加工温度在熔点上30~50 考：简述实验步骤： ① 选择适当的温度、压强和合适的毛细管。（聚丙烯230℃） ② 装上毛细管，预热2~3min 。 ③ 加原料，“少加压实”。平衡5min ，使其充分熔融。 ④ 加砝码，剪掉一段料头。1min 后，剪下一段。 ⑤ 称量 ⑥ 重复10次，取平均值。 ⑦ 关闭，清洁仪器。 思考题： 1、影响熔融指数的外部因素是什么？（4个） 2、 熔融指数单位：g/10min 3、测定热塑性高聚物熔融指数有何意义？ 参考答案：热塑性高聚物制品大多在熔融状态加工成形，其熔体流动性对加工过程及成品性能有较大影响，为此必须了解热塑性高聚物熔体的流变性能，以确定最佳工艺条件。熔融指数是用来表征熔体在低剪切速率下流变性能的一种相对指标。 4、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系？为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：见前文。 二、声速法测定纤维的取向度和模量 测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中，声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定，来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。 几个重要公式： ①传播速度C=)/(10 )(106 3 s km t T L L ??-?- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -μs ；△t-μs ②模量关系式 2 C E ρ= ③声速取向因子 22 1C C f u a -= ④?t(ms)=2t 20－t 40（解释原因） Cu 值（km/s ）：PET= 1.35，PP=1.45，PAN=2.1，CEL=2.0 （可能出选择题） 测定纤维的C u 值一般有两种方法：一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜，然后测定其声速值；另一种是反推法，即先通过拉伸试验，绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线，然后将曲线反推到拉伸倍率为
物理化学实验试题1
物理化学基础实验试卷 姓名学号年级专业 注意：1．填空和选择直接写在试卷上，简答题写在答题纸上，注意要写清题号。 2．考试时间为100分钟。 3．交卷一定要将试卷，答题纸和草纸一起上交，否则试卷作废。 一、填空（30分） 1．如果遇到有人触电，应首先，然后进行抢救。另外不能用去试高压电。 2．若电气系统或带电设备着火，应先，再用沙土、灭火器或灭火器灭火，决不能用水和灭火器灭火，因为他们导电。 3．普通恒温槽的六个组成部分、、 、、、。4．实验室测定温度常用的测温计有温度计，贝克曼温度计、温度计温度计和电阻温度计。 5．测定燃烧热实验中，打开氧弹的盖子后，发现里面有一些炭黑，这是由于，造成这种现象的原因是、。 6．氧气的钢瓶瓶身是色，标字是色；氮气的钢瓶瓶身是色，标字是色；氢气的钢瓶瓶身是色，标字是色。 7．凝固点降低法测定分子量仅适用于溶液。 8．在液体饱和蒸汽压的测定实验中，发生空气倒灌的原因是。 9．差热分析是测量试样与参比物的温差随温度变化的关系。参比物是 物质，选择的原则是、、
等与被测试样基本相同。 10．丙酮碘化实验中，由于在可见光区有一个比较宽的吸收带，所以实验可采用来测定反应的速率常数。 11．在E-pH曲线测定中，称量要快是因为；滴加碱要注意。 12．在电泳实验中，实验测定的数据有、、、、需在手册上查出的数据有、。13．用乌氏粘度计测量第三个溶液的流出时间时，如忘了使毛细管末端通大气，则测得的相对粘度。 14．最大气泡法测表面张力，连泡的原因是毛细管，压差太小的原因是。 15．旋光仪的光源是，在旋光仪目镜视野中为时进行读数。 16．在磁化率的测定实验中，处理数据时磁场强度的数值用标定。 二、选择题（30分） 1．在用氧弹式量热计测定苯甲酸的燃烧热的实验中哪个操作不正确（）（A）在氧弹输充入氧气后必须检查气密性 （B）量热桶内的水要迅速搅拌，以加速传热 （C）测水当量和有机物燃烧时，一切条件应完全一样 （D）时间安排要紧凑，主期时间越短越好，以减少体系与周围介质发生热交换 2．在燃烧热的测定实验中,我们把（）作为体系 （A）氧弹（B）氧弹式量热计 （C）氧弹和量热桶内的水（D）被测的燃烧物 3．欲测定923K左右的温度，可选用（） （A）水银玻璃温度计（B）铜—康铜热电偶 （C）热敏电阻（D）铂电阻温度计 4．双液系相图测定实验中，阿贝折光仪使用什么光源？（）
物理化学试验-华南理工大学
物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。
物理化学实验讲义
1.恒温槽构造及恒温原理 2.乌氏粘度计的构造及测量原理 分子量是表征化合物特性的基本参数之一。但高聚物的分子量大小不一，参差不齐，一般在103~107之间，所以通常所测高聚物的分子量，是平均分子量。高聚物分子量测定方法很多，对线型高聚物，歌方法适用的范围如下： 端基分析<3×104 沸点升高、凝固点降低、等温蒸馏<3×104 渗透压104~106 光散射104~107 超离心沉降及扩散104~107 高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动是存在着内摩擦，其中有溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦，表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，记做η0，还有高分子与高分子之
间的内摩擦，以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦，三者的总和表现为溶液的粘度，记做η，而在同一温度下，高聚物溶液的粘度一般都比纯溶剂的粘度要大，即η>η0，这些粘度增加的分数称作增比粘度，记做ηsp ，即： 110 00-=-=-=r sp ηηηηηηη 上式中ηr 称为相对粘度，它指明溶液粘度对溶剂粘度的相对值，仍是整个溶液的粘度行为；则意味着它已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应，仅留下纯溶剂与高分子之间，以及高聚物分子之间的内摩擦效应。但溶液的浓度又可大可小。显然，浓度越大，粘度也就越大，为了便于比较，取在单位浓度下所显示的粘度，即引入ηsp /C ，称为比浓粘度，其中C 是浓度。又为了进一步消除高分子与高分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限喜试网，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不计，这时溶液所呈现出的粘度行为主要就反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。 这一粘度的极限值记为 []ηη=→C sp C 0lim [η]被称为特性粘度。如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面也越大，因此摩擦就大，表现出的特性粘度也大。 人们在大分子的[η]与其分子量M 呈正比的关系基础上，推广出高聚物[η]与其平均分子量M 之间的半经验关系。 []αηM K = K 是比例常数，α是与分子形状有关的经验参数。K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。K 值受温度的影响较明显，而α值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度。线团舒展，摩擦增大，α值就大，接近于1，线团紧缩，发生摩擦的机会减小，α值就小，在极限的情况下，接近0.5，所以α介于0.5~1之间。K 和α的数值只能通过其他绝对方法确定（例如渗透压法、光散射法等等）。而从粘度法只能测得[η]。 测得液体粘度的方法，主要可分为三类： （1） 液体在毛细管里的流出时间； （2） 圆球在液体里的下落速度； （3） 液体在同心轴圆柱体间相对转动的影响。 在测定高分子的[η]时，以毛细管流出法的粘度计最为方便。 当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出时，遵守泊谡叶公式： lt V m lV t hgr ππρη884-= η——液体的粘度，ρ——液体的密度，l ——毛细管的长度，r ——毛细管半径，t ——是流出时间，h ——流过毛细管液体的平均液柱高度，V ——流经毛细管的液体体积，m ——毛细管末端校正的参数（一般在r/l<<1时，可以取m=1）。 对于某一支指定的粘度计而言，上式可以写成下式
物理化学实验
实验2 燃烧热的测定 （基础性实验） 一.实验目的 1.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。 2.明确恒容燃烧热与恒压燃烧热之间的区别与联系。 3.学会雷诺图解法校正温度变化值。 二.实验原理 在指定温度和压力下，1摩尔物质完全燃烧成指定产物所放出的热量，称为该物质的燃烧热。反应式：C 6H 5COOH(s)+15/2O 2(g)—→7CO 2(g)+3H 2O(l) ∑+?=?)(g RT U H B m r m r γ（1） θρθθd W C V m q M m U n m ?+-='+?0 )(r （2） ))((0θθρ-+-=?n m r W C V m M U （3） θ??- =?W m M U m r （4） 1．△θ为温度改变值，用图解法进行校正。如图： 雷诺法校正温度示意图 2.W 值：用标准苯甲酸进行标定。 三．仪器与药品 1.SHR-15A 燃烧热实验一台 压片机一台 氧气钢瓶一个 （附减压阀和充
氧器）1000毫升容量瓶引燃镍丝剪刀放气阀 2.苯甲酸（标准物质）；苯甲酸或萘； 四．实验步骤 1.仪器水当量的测定（略）方法同下2步骤 2.分析纯苯甲酸的测定： （1）用台称天平称约1.0克苯甲酸，在压片机中压片，再用分析天平准确称取质量m. (2) 连接点火丝，充氧（2.0MPa）. (3) 传感器放入外筒，插好氧弹上的点火电源线，将其放入内筒，将电线放好，内筒中倒入3000毫升自来水。 。 （4）记录外筒温度T 外 （5）将传感器插入内筒，打开搅拌器，稳定后记录T 。 内 （6）采零，锁定。定时30s，温度显示实际温度与采零时温度的差值。 （7）记录10个数后，点火。再记录25~30个数结束。 （8）关闭电源。 （9）传感器放入外筒，将接线取下，拿出氧弹，放气，倒掉内筒中的水，收拾好工作台。 五．数据记录及处理 1.用雷诺图解法求出苯甲酸样品燃烧前后的温度差△θ。
物化实验考试加答案
2006～2007学年第一学期《物理化学实验》试题 一、是非题（每题1分，共10分） 下列各题中叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”： 1.常用(或普通)水银温度计的量程要比精密水银温度计的量程小。( ×) 2.贝克曼温度计只能用来量度被测温系统的温度波动(或变化)的差值，而不能测量被测温系统的温度绝对值。( √) 3.可用水银接触温度计控制恒温系统的温度波动。( √) 4.根据需要要对水银温度计进行示值校正、零点校正及露茎校正。( √) 5.实验室中常用的恒温槽(水浴或袖浴)是利用获热速率＝散热速率的热交换系统——热平衡法原理来维持系统温度恒定的。( √) 6.福廷式大气压力计只能用其测定大气压力。( √) 7.对指定被测系统，U型管水银压差计的?h值与U型管左、右两玻璃管的半径有关。(×) 8.阿贝折光仪的棱镜是该仪器的关键部件、净化棱镜时必须用擦镜纸沾干，不得往返擦镜面。( √) 9.蔗糖水解反应的动力学实验中，可以用物理法测定蔗糖或生成的果糖或葡萄施放度的变化，通常是用电导仪来测定其溶液的电导。( ×) 10.乙酸乙酯皂化反应的动力学实验中，可以用物理法来测定乙酸乙酯的浓度变化，通常是用旋光仪来测定溶液的旋光度。( ×) 二、选择题（每题2分，共30分） 选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内： 1．用凝固点降低法测定稀溶液溶质的摩尔质量时，选用的温度计是：( A ) (A)贝克曼温度计(B)普通水银温度计(C)水银接触温度计 2．用凝固点降低法测定萘的摩尔质量时．下列溶剂中应选用( C)。 (A)水(B)乙醇(C)环己烷 3．乙酸乙酯皂化反应的动力学实验中，为了测定乙酸乙酯的浓度变化，可用物理法，选用的的测量仪器是( B)。 (A)折光仪(B)电导仪(C)旋光仪 4．蔗糟水解的动力学实验中，为了测定蔗糖或葡萄糖、果糖浓度的变化，可用物理法，选用的测量仪器是( B)。 (A)电导仪(B)旋光仪(C)酸度计 5．仅仅为了测定恒温槽的灵敏度，哪两种温度计是不可缺少的?( A )。 (A)贝克曼温度计与水银接触温度计 (B)贝克曼温度计和普通水银温度计 (C)水银接触温度计和普通水银温度计 6．用热分析法测绘锡—铋二组分合金相图。为了测定系统的温度随时间变化，可选用的温度计是( B )。 (A)普通水银温度汁(B)热电偶(C)贝克曼温度计 7. 福廷式压力计是用以测量( A)的 (A)大气压(B)真空度(C) 压力差 8．盐桥内所用电解质溶液，通常选用( B)。 (A)饱和HCl水溶液(B)饱和KCl水溶液(C)KCl稀溶液 9．盐桥内所用电解质溶液，必须( C )。
大学物理化学实验汇总
实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ
《物理化学实验》讲义#(精选.)
备课教案撰写要求 一、认真钻研本学科的教学大纲和教材，了解本学科的教学任务、教材体系结构和国际国内最新研究进展，结合学生实际状况明确重难点，精心安排教学步骤，订好学期授课计划和每节课的课时计划。 二、教师备课应以二学时为单位编写教案；一律使用教学事务部发放的教案本撰写，不得使用其他纸张。在个人认真备课、写好教案的基础上，提倡集中备课、互相启发、集思广益，精益求精。 三、教案必须具备如下内容（每次课应在首页应写清楚）：1、题目（包括章、节名称、序号）；2、教学目的与要求；3、教学重点和难点分析；4、教学方法；5、教学内容与教学组织设计（主要部分，讲课具体内容）；6、作业处理；7、教学小结。 四、教案必须每学期更新，开学初的备课量一定要达到或超过该课程课时总量的三分之一。教案要妥善携带及保存，以备教学检查。
教学进度计划表填表说明 1．本表是教师授课的依据和学生课程学习的概要，也是学院进行教学检查，评价课堂教学质量和考试命题的重要依据，任课教师应根据教学大纲和教学内容的要求认真填写，表中的基本信息和内容应填写完整，不得遗漏。 2．基本信息中的“课程考核说明及要求”的内容主要包括课程考核的方式、成绩评定的方法、平时成绩与考试成绩的比例、考试的题型、考试时间以及其他相关问题的说明与要求等。 3．进度表中“教学内容”只填写章或节的内容，具体讲授内容不必写；每次课只能以2学时为单位安排内容。 4．进度表中的“教学形式及其手段”是指教学过程中教师所采用的各种教学形式及相关手段的说明，一般包括讲授、多媒体教学、课件演示、练习、实验、讨论、案例等。 5．作业安排必须具体（做几题，是哪些题）。 6．进度表中的“执行情况”主要填写计划落实和变更情况。 7．教学进度计划表经责任教授、系（部）领导审签后，不得随意变动，如需调整，应经责任教授、系（部）领导同意，并在执行情况栏中注明。
物理化学实验 试题 考试题目
物理化学实验1 4. 2 分(8414)为测定物质在600～100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。此时测温元件宜选用：( D ) (A) 贝克曼温度计(B) 精密水银温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻 11. 2 分(8457)对旋光度不变的某样品, 若用长度为10 cm, 20 cm的旋光管测其旋光度, 测量值分别为α1, α2, 则：( B ) (A) α1=２α2(B) ２α1=α2 (C) α1=α2(D) α1≠α2 27. 2 分(8554)在电导实验测定中，需用交流电源而不用直流电源其原因是：( A ) (A) 防止在电极附近溶液浓度发生变化(B) 能准确测定电流的平衡点 (C) 简化测量电阻的线路(D) 保持溶液不致升温 28. 1 分(8556)测量溶液的电导时, 应使用： ( B ) (A) 甘汞电极(B) 铂黑电极(C) 银—氯化银电极(D) 玻璃电极 29. 1 分(8557)用电导法可以测量下列哪种溶液的平衡电离常数? ( B ) (A) CH3COONa (B) CH3COOH (C) CH3CH2OH (D) H2SO4(稀) 37. 5 分(8552)测定电解质溶液的电导常用__惠斯顿交流电桥________ 法，电导池常数的定义是____ K cell = l/A _____ ，它的测定方法是由交流电桥测已知电导率溶液的电阻得R，1/R= κ/K cell。 38. 2 分(8555)对溶液电导的测量时，由于离子在电极上放电，会产生极化现象，因此通常都是用较高___频率____ 的__交流_____ 电桥来测量的，所用的电极均镀以___铂黑____ 以减少极化作用。 43. 10 分(8413)现要安装一个50℃以下的恒温水槽, 应如何考虑下列问题： ①需要有哪些部件? ②如何配置恒温槽各部件? ③恒温槽放在20℃的实验室内, 欲控制25.0℃的恒温温度。恒温槽在 25.0℃时 的散热速率是0.060℃·min-1, 恒温槽内盛水10.0 dm3, 问应使用多少瓦的控温加热器为好? 己知1 dm3水为1000 g , 水的热容为4.184 J·g-1·K-1。
大学物理化学实验思考题答案总结
蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？
物理化学实验
思考题 影响诱导期和振荡周期的主要因素有哪些？答，影响诱导期的和振荡周期的因素有： ①温度。升高温度可缩短tu、tz及即可加速体系的振荡反应。可以通过测定不同温度下的tu 和tz来估算表观活化能 ②反应物浓度的影响：在B－Z体系振荡终止后，加入少量某一种反应物，体系可重新发生振荡反应，而加入其他各级反应物均不能使体系重新振荡，说明体系的振荡寿命由该反应物来决定，当它的浓度低于振荡反应的临界浓度，振荡反应终止，而增加其浓度，可使反应寿命延长；增加其他各反应物的浓度反而加速它的消耗，使振荡寿命缩短 ③-Cl的影响：一般认为对B — Z反应, Cl 具有抑制作用，它是通过竞争 2KBrO来抑制振荡反应，当Cl达到一定浓度时，可使振荡中止。人们常在反应开始或反应中用易和2KBrO反应的卤素离子来讨论它们的影响。 ④自由基的影响：丙烯腈可作为常用的自由基抑制剂，在开始或在振荡过程中加入丙烯腈均能抑制振荡，这也说明了自由基参与了振荡反应。 ⑤酸度的影响：B —Z反应必须在酸性介质中进行，其中研究最多的是以24 HSO为介质的反应，增加酸度一般可缩短tin 及tp ，加快振荡反应。有时可用非氧化性的酸，如34HPO 代替24 HSO。对某些B — Z反应体系，酸度的变化会影响到反应机理以致产生一系列复杂的振荡现象。 乌氏粘度计中支管C的作用是什么?能否去除C管改为双管粘度计使用?为什么？答：C管与外界相同，测定时管B中的液体在毛细管下端出口处与管A断开，形成气承悬液柱。这样液体流下时所受压力差与管A中液面高度无关，即与所加待测液体的体积无关，可以在粘度计内直接稀释液体。可以将C管去除，这样乌式粘度计便改成奥氏粘度计。使用奥氏粘度计测定时要求各溶液的体积要相等，即要先配制好各浓度的溶液以后逐次等体积加入粘度计内，每测一种浓度后须洗净并干燥粘度计，此法麻烦且费时。
大学物理化学实验报告-化学电池温度系数的测定课件.doc
物理化学实验报告 院系化学化工学院 班级化学061 学号13 姓名沈建明
实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 ℃ 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求 1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术； 2、学会几种电极和盐桥的制备方法； 3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。 二、基本原理 (一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可 逆电池而言 : r m (1) nFE T , p G E S nF (2) r m T p E H nE F nF T (3) r m T p 式中，F 为法拉弟(Farady)常数;n 为电极反应式中电子的计量系数 ;E 为电池 的电动势。
另， 可逆电池应满足如下条件: 1．电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2．电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 即充放电过程必须在平衡态下进行，3．电池必须在可逆的情况下 工作，
因此在制备可逆电池、 测定可逆电池的电动势时应符合上述条件， 不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成 “盐桥 ”来消除液接电 位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 (二)、求电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 设计电池如下 : Ag(s) | AgCl(s) ｜饱和 KCl | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 分别 测定电池在各个温度下的电动势，作 E — T 图，从曲线斜率可求得任一温度 下的 E T p 利用公式 (1),(2),(3) 即可求得该电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 三、仪器、试剂 SDC — Ⅱ数字电位差综合测试仪 1 台 精密稳压电源(或蓄电池) SC — 15A 超级恒温槽 铜电极 2 只 铂电极 1 只 饱和甘汞电极 1 只 恒温夹套烧杯 2 只 HCl ( 0.1000mol k ·g-1) AgNO3 ( 0.1000mol k ·g-1) 镀银溶液 镀铜溶液 四、实验步骤 一、电极的制备 1．银电极的制备 将欲用的两只 Pt 电极(一个电极 Pt 较短，作为阳极， 另一个电极作为阴极， 用于镀银) 浸入稀硝酸溶液片刻， 取出用蒸馏水洗净。 将洗净的电极分别插入盛 有镀银液( AgNO 3 3g ，浓氨水， KI 60g )中，控制电流为 0.3mA ，电镀 1h ，得 白色紧密的镀银电极一只。 2． Ag-AgCl 电极制备 在精确度 KCl 饱和溶液
物理化学实验讲义
物理化学实验讲义 物理化学实验讲义 实验6过氧化氢的催化分解 1，实验目的 1，一次反应速率常数K的测定，反应速率常数K与反应物浓度无关的验证2.通过改变催化剂浓度试验，得出反应速率常数K与催化剂浓度有关的结论。第二，实验原理 H2O2在室温下分解缓慢，在催化剂存在下分解速率明显加快。反应方程式为:H2O2= H2O+1/2O2 在催化剂存在下(如KI)。反应机理为 H2O2+ki→KIO+H2O(1)KIO→ki+O2(2) (1)的反应速度比(2)慢，因此H2O 2催化分解反应的速度主要由(1)决定。如果假设反应为一级反应，反应速度公式如下: ？dcH2O2/dt？在反应过程中，由于碘化钾的不断再生，二氧化氯钾(3) 的浓度是恒定的，当与钾结合时仍然是恒定的，使其等于钾。dcH2O2/dt？KcH2O2 (4) 分:ln(ct/c0)？？kt(5) c0-H2O2的初始浓度 ct-H2O2的浓度
k-ki在反应到t时，H2O 2催化分解的反应速率常数 的大小可以用k或半衰期t1/2表示半衰期代表将反应物浓度减半所需的时间，即c？C0/2代入方程(5)得到:t1/2=(ln2)/k 有许多方法可以计算t时刻的H2O2浓度。这个实验是通过测量反应产生的氧气体积来表示的，因为在分解过程中，产生的氧气体积与一定时间内分解的H2O2浓度成正比，其比例常数是一定值，即 1H2O2？H2O？O2 2-1- 物理化学实验讲义 t？0 c0 0 0 t？ct？c0？x光ct？K(V？？c0？千伏？ 1x 2V？-H2O2完全分解产生的氧气体积为 vt-与时间t反应时产生的氧气体积为 x-与时间t反应时，H2O 2的分解浓度为 ，其中k为比例常数。通过将该公式代入速率方程，可以得到 ln(ct/c0 )?在(五？？Vt)/V？？？Kt的意思是:在(V？？Vt)？？kt？lnV？ 如果t是横坐标，ln(V？？Vt)是纵坐标，如果获得直线，则H2O2催化分解反应可以被验证为一级反应，并且速率常数K值可以从直线的斜率获得 和v？可以通过测量H2O2的初始浓度来计算公式如下: V？？CH2O2V H2O 2R T2 P
物理化学实验思考题及参考答案
1、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 1. 简述旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数的实验原理。 答：蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖，其反应为： ()()()果糖葡萄糖蔗糖612661262112212O H C O H C O H O H C H +?→?++ 由于水是大量存在的，H +是催化剂，反应中它们浓度基本不变，因此蔗糖在酸性溶液中的转化反应是准一级反应。 kt c c -=0ln ln 由一级反应的积分方程可知，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以ln c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率可得k 。然而反应是不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。但蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。 溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时，α＝βc 。 在某一温度下测出反应体系不同反应时刻t 时的a t 及a ∞，以()∞-ααt ln 对t 作图可得一直线，从直线斜率即可求得反应速率常数k ，半衰期k t 2ln 21=。 2. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如果所用蔗糖不纯，对实验有何影响？ 答：本实验通过旋光度的测定来测蔗糖反应速率，蔗糖是右旋性物质，其 [] 6.66 20＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20＝D α，果糖是左旋性物质，其[] 9.91 20-＝D α，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。若蔗糖不纯，所含杂质如果无旋光性对实验无影响，如果具有一定的旋光性会影响实验旋光度的测量，使实验结果不准确。 3. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测旋光度时不作零点校正，对实验结果有无影响？ 答：无影响，本实验中，所测的旋光度αt 可以不校正零点，因αt -α∞ ，已将系统的零点误差消除掉。 4. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，蔗糖水解实验中配制溶液为何可用台称称量？ 答：蔗糖初始浓度对于数据影响不大。速率常数K 与温度和催化剂的浓度有关，实验测定反应速率常数k ，以ln(αt -α∞)对t 作图，由所得直线的斜率求出反应速率常数k ，与初始浓度无关 ，蔗糖的称取本不需要非常精确，用台称称量即可。 5. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测出的旋光度与光源的波长，旋光管的长短、温度和溶液浓度有关吗？ 答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：[]A D c l ??=100 20 α α，可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、光源的波长、样品管长度及温度等均有关系。 6. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测出速率常数与温度、溶液浓度、催化剂浓度和反应时间的长短有关吗？ 答：蔗糖转化反应的速率常数与温度、催化剂浓度有关，与溶液浓度、反应时间的长短无关。 7. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 在混合蔗糖溶液和HCl 液时，我们将HCl 液加到蔗糖溶液里去，可以反过来混合吗？ 答：不能，因为H +是催化剂，将反应物蔗糖加入到大量HCl 溶液时，H +浓度很大，一旦加入则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在开始测量时，已经有大部分蔗糖产生了反应，记录t 时刻对应的旋光度已经不再准确。反之，将HCL