物理化学实验课件
物理化学实验讲义上
实超级恒温水浴与其性能测定一、实验目的1.了解超级恒温水浴的构造及恒温原理，初步掌握超级恒温水浴的装配、调节和使用。
2.绘制超级恒温水浴的灵敏度曲线（温度—时间曲线）。
二、实验原理在科学研究及物理化学实验中所测的数据，如折射率、粘度、表面张力、电导、化学反应速率常数等都与温度有关，因此须在恒温条件下测定。
恒温就是使温度在很小范围（实验室内一般为±0.1℃）内波动。
通常用超级恒温水浴来控制温度维持恒温。
要使恒温设备维持在高于室温的某一温度，就必须不断地补充一定的热量，使由于散热等原因所引起的热损失得到了补偿。
不锈钢水浴箱、温度传感器、控温机箱（常用电子继电器）、电子加热器、搅拌器等组成。
其装置示意图如图1所示超级恒温水浴之所以能恒温，主要是靠温度传感器，温度控制器和电加热器三个部件配合工作达到。
当超级恒温水浴因对外散热而使水温低于设定值时，温度控制器就驱使加热器工作，使温度上升；当温度升高到设定值时，温控器又使加热器停止加热。
这样，就使槽温维持在所需要恒定的温度。
通常用超级恒温水浴灵敏度来衡量恒温精度。
超级恒温水浴灵敏度的测定是在指定温度下，观察温度波动情况，记录温度随时间的变化，其表示式如下：122F t tt C -=±式中：t 1—记录的最高温度t 2—记录的最低温度若已多次观测的温度值为纵坐标，以时间为横坐标，绘成温度—时间曲线即为在该指定温度下的灵敏度曲线。
三、仪器和药品1.不锈钢水浴箱1台2.控温机箱1台3.温度传感器1个 四、实验步骤1.向不锈钢缸（1）内注入其容积2/3~3/4的自来水，水位高度大约230mm （可根据实际需要而定），将温度传感器（5）插入不锈钢缸盖中间预置孔内（中间），另一端与控温机箱（2）后面板传感器插座（21）相连接。
2.用配备的电源线将市电AC220V 与控温机箱后面板电源插座（20）相连接。
先将加热器电源开关（8）、搅拌器开关（7）置于OFF 位置，后按下电源开关（9），此时显示器和指示灯均有显示。
物理化学实验电子
由图解法求得直线的斜率即可由此得到液体的摩尔气化 热（J.mol-1）：
ΔH气=-2.303Rm
(3-4)
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2024/7/30
3.3 仪器和试剂
如图3-18装置一套 ，调压器（1kVA）1 台，电热套（300500W）1个，真空泵 及附件1套。
图3-18 动态法液体饱和蒸气压测定装置 1-调压器，2-电热套，3-三颈瓶，4-沸石，5-纱布，6-温度计，7-温度计，
降低体系与环境的压差约20-30mmHg，同样测定。 直到体系与环境无压差，测定不少于10次。
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3.5 数据处理
1．数据记录
被测液体
室温
大气压：开始读数
结束读数
温度值
平均值
t观 t环 t校 1/T h左 h右 Δh p
lnp
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3.8 附录1 温度计的校正
1．零点校正：常用水的冰点校正，或用一套标准温度计校正。
2．露茎校正：所谓露茎是指温度计未浸入被测体系的部分。由于 其所处的环境温度的不同，所示值需要进行校正。
Δt=kl(t观-t环)
（3-17）
k=0.000157是水银对玻棒的相对膨胀系数；t观是测量温度计的读 数；t环是附在测量温度计上的辅助温度计的读数；l是测量温度计 水银柱露在空气中的部分的刻度长度。
（3-2）
或
lg p A B
（3-3）
T
由（3-3）式可知，若用lgP对1/T作图应得一直线，
物理化学实验
实验1 燃烧热的测定1. 实验目的1.1掌握氧弹量热计的使用；用氧弹量热计测定萘的燃烧热；1.2掌握氧气钢瓶的使用。
2. 实验原理称取一定量的试样置于氧弹内，并在氧弹内充入1.5 ~ 2.0MPa的氧气，然后通电点火燃烧。
燃烧时放出的热量传给水和量热器，由水温的升高（△T）即可求出试样燃烧放出的热量：Q＝K·△T式中K为整个量热体系（水和量热器）温度升高1℃所需的热量。
称为量热计的水当量。
其值由已知燃烧热的苯甲酸（标样）确定。
K ＝Q /△T式中△T应为体系完全绝热时的温升值，因而实测的△T须进行校正。
采用雷诺作图法校正温度变化值将实验测量的体系温度与时间数据作图，得曲线CAMBD，见图1，取A、B两点之间垂直于横坐标的距离的中点O作平行于横坐标的直线交曲线于M点，通过M点作垂线ab，然后将CA线和DB线外延长交ab线于E和F两点。
F点与E点的温差．即为校正后的温度升高值△T。
有时量热计绝热情况良好，燃烧后最高点不出现如图2所示，这时仍可按相同原理校正。
图 1 绝热较差时的雷诺图图2 绝热良好时的雷诺图3. 仪器与试剂3.1试剂：分析纯苯甲酸（QＶ＝26480 J·g－１）；待测样；引火丝（Ni－Cr丝，QＶ＝8.4 J·cm －１)3.2仪器：HR－15A数显型氧弹量热计一台；压片机（苯甲酸和萘各用一台）；精密贝克曼温差温度计（精确至0.01 ℃，记录数据时应记录至0.002 ℃）；台秤一台；分析天平一台。
4. 实验步骤4.1水当量的测定(1)打开控制箱预热。
(2)量取10 cm引火丝并准确称重。
(3)在台秤上粗称试样1 g ~ 1.2 g；用压片机压片，同时将燃烧丝压入。
准确称重，减去引火丝重量后即得试样重量。
注意压片前后应将压片机擦干净；苯甲酸和待测试样不能混用一台压片机。
(4)将氧弹盖放在专用架上，将点火丝两端固定在氧弹电极上点火丝切勿接触坩锅，以防短路。
(5)取少量(~2 mL)水放入氧弹中(吸收空气中的N2燃烧而成的HNO3)，盖好并拧紧弹盖,接上充气导管，慢慢旋紧减压阀螺杆，缓慢进气至表上指针为1.5 ~ 2.0 MPa。
物化实验课件-实验报告模板-燃烧热-二组分相图
燃烧热的测定【四﹑实验原始数据和实验现象记录】苯甲酸燃烧丝重g；棉线重g；苯甲酸+棉线+燃烧丝总重g；剩余燃烧丝重g；环境温度（外筒水温）℃。
燃烧丝重g；棉线重g；十六醇+棉线+燃烧丝总重g；【五﹑实际实验过程】1. 水当量的测定：(1)仪器预热将量热计及其全部附件清理干净，将仪器通电预热。
(2)样品压片粗称1g左右的苯甲酸，压成片状；取约15cm长的燃烧丝和棉线各一根，分别准确称重；用棉线把燃烧丝绑在苯甲酸片上，准确称重。
(3)氧弹充氧将燃烧丝两端分别绕在弹头的两根电极上；氧弹中加入10mL 蒸馏水（本实验不加水），拧紧。
充氧时，开始先充约0.5 MPa氧气，然后放掉以赶出空气，再充入1MPa氧气。
(4) 调节水温用容量瓶准确量取已被调好的低于外桶水温0.5-1.0℃的蒸馏水3000ml，装入量热计内筒；装好搅拌器，将点火装置的电极与氧弹的电极相连；将已调好的贝克曼温度计插入桶内，盖好盖子，开始搅拌。
(5)测定水当量打开搅拌器，待温度稳定后开始记录数据，开始30s记录一次，记录10次。
开启“点火”按钮，当温度明显升高时，说明点火成功，同时在点火后记10-20个数据，待温度再次稳定后(缓慢下降时）记录10个数据。
(6) 停止搅拌，取氧弹，放出余气，打开氧弹盖，若氧弹中无灰烬，表示燃烧完全，将剩余燃烧丝称重；倒掉氧弹和量热计桶中的水，并擦干。
2. 测量十六醇的燃烧热称取0.8g～0.9g萘，重复上述步骤测定之。
【六﹑实验结果】（本部分页面不够请加附页。
）1. 雷诺曲线求得ΔT：图4-1苯甲酸的雷诺校正曲线 图4-2十六醇的雷诺校正曲线{雷诺曲线的求法具体步骤如下：将样品燃烧前后历次观察的水温对时间作图，联成FHIDG 折线(图4-3)，图中H 相当于点火点，D 为观察到的最高温度读数点，作HD 的1/2（或相当于室温）之平行线JI 交折线于I ，过I 点作ab 垂线，然后将FH 线和GD 线外延交ab 线A 、C 两点，A 点与C 点所表示的温度差即为欲求温度的升高ΔT 。
物理化学课件第六章节相平衡
热力学性质测定
利用热力学仪器测量物质的热容、 熵、焓等热力学性质，推算相平衡 常数。
相分离实验
观察不同条件下物质是否发生相分 离，确定相平衡状态。
计算方法
热力学模型法
利用热力学模型计算相平衡常数， 如van der Waals方程、 Redlich-Kister方程等。
表达式
ΔU = Q + W
应用
计算封闭系统中能量的变化，以及热量和功之间的转换关系。
热力学第二定律
热力学第二定律定义
自然发生的反应总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更 加混乱无序的状态发展。
表达式
ΔS ≥ 0
应用
判断反应自发进行的方向，以及热量传递和转换的方向。
热力学第三定律
热力学第三定律定义
液液相平衡的应用
液液相平衡是指两种不同物质液体之 间达到平衡状态的过程。
液液相平衡在工业上有广泛应用，如 石油工业中的油水分离、化学工业中 的萃取过程等。
液液相平衡的原理
当两种液体混合达到平衡时，各组分 的浓度不再发生变化，系统达到动态 平衡状态。
05 相平衡的实验测定与计算 方法
实验测定方法
蒸气压测定
分子模拟法
利用计算机模拟分子运动，计算 分子间的相互作用力和相平衡常
数。
统计力学法
利用统计力学原理计算相平衡常 数，如Maxwell
分子动力学模拟
模拟分子在相平衡状态下的运动轨迹，分析分子 间的相互作用和排列方式。
Monte Carlo模拟
通过随机抽样方法模拟分子在相平衡状态下的分 布和排列，计算相平衡常数。
界面张力
相界面上的物质传递是相平衡的重要特征之一，界面张力的大小对于物 质在相界面上的吸附、溶解和传递等过程具有重要影响。研究界面张力 有助于深入理解相平衡的机制和规律。
物理化学实验
物理化学实验在很多实验室里，物理化学实验都是最基础的实验之一。
这些实验很多都是液体或气体的操作，涉及很多不同的化学原理和物理原理。
在本文中，我们将讨论一些基础的物理化学实验，希望能够帮助读者理解这些实验的方法和原理。
实验1：测量气体压力和体积这个实验通常涉及使用气密容器和压力计来测量气体的压力和体积。
在实验开始之前，我们需要确保气密容器的表面是干净和干燥的，没有任何杂质或水分。
首先，我们需要将气密容器充满气体，并记录所用的气体量和压力。
然后，我们可以通过压力计来测量气体的压力，并使用测量器具来测量容器的体积。
为了准确测量，我们应该尽可能减小气体内外的温差，并使试验室的温度和压力稳定。
实验2：酸碱滴定这个实验是通过使用酸或碱来滴定酸或碱溶液，以测量其浓度的方法。
我们首先需要将基准溶液放入滴定管中，并将试剂溶液慢慢加入容器中，直到观察到指示剂颜色的变化。
那时，我们需要停止试剂的加入，并记录下使用了多少的溶液。
通过这种方法，我们可以计算出溶液的浓度。
实验3：气体的液化这个实验涉及到通过添加外部压力和降低温度来将气体转化为液体。
我们需要将气体留在真空气缸中，并使用空气压缩机来施加外部压力。
接下来，我们可以通过一个温度控制器来降低气体的温度，使它冷却下来。
随着温度的进一步降低，气体将转化为液体。
实验4：热化学实验这个实验涉及到通过添加或吸收热量来转化化学能量。
我们可以使用甲醇酸或石墨来产生热量，然后通过加热器来传递热能。
我们也可以通过将冰块放入反应容器中来吸收热能。
这些实验可以帮助我们理解化学反应中能量的流动和转换。
总结：以上是一些基础的物理化学实验。
每个实验都需要用心准备，仔细操作，并记得注意实验室安全问题。
在实验过程中，我们应该了解实验的原理和方法，并记录下数据和观察结果。
通过这些实验，我们可以更深入地理解物理化学原理，帮助我们更好地理解科学知识，并更好地应用于我们的日常生活和实际工作中。
除了上述实验，物理化学中还有许多其他的实验，这些实验涵盖了许多重要的化学原理和物理原理。
物理化学实验
物理化学实验南京医科大学药学院化学系物理化学实验目录绪论 2实验一粘度法测定高聚物分子量 5实验二蔗糖的转化一准一级反应 10实验三丙酮碘化一复杂反应 15实验四中和热的测定一恒压量热法 19 实验五异丙醇一环己烷体系的气一液平衡相图 22实验六苯——醋酸——水三元相图26绪论物理化学实验是化学系学生的一门重要的基础实验课，它综合了化学领域各分支所需要的基本研究工具和方法，它与物理化学和结构化学课程紧密配合，但又是一门独立的，理论性、实践性和技术性很强的课程。
物理化学实验的目的是：让学生验证并巩固和加深对物理化学实验的基本知识和方法，训练使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力。
通过实验训练，提高学生分析问题和独立工作的能力。
物理化学实验课的基本任务是：通过讲授和实验，使学生了解并掌握物理化学实验中最基本的实验技术，比较系统地掌握物理化学实验的基本技能，为日后的教学工作和科学研究工作打了初步的基础。
进行物理化学实验，一般要经过预习、实验操作、写实验报告三个环节。
具体要求是：一、预习物理化学实验自身的特点，要求学生在实验前必须充分预习。
要仔细阅读实验教材以及每个实验的预习要求中所指定的资料。
了解实验目的，掌握原理，明确需要进行哪些测量，记录哪些数据，明确实验中每一步如何进行以及为什么这样做。
必要时，需到实验室对照仪器预习，了解实验仪器的构造及操作方法。
在充分预习的基础上写出预习报告，扼要写明实验目的、操作方案、注意事项、记录方案或表格等项目。
二、实验操作动手操作(包括观察、思维和记录)，是物理化学实验的中心环节．实验过程中应认真、细致，严格按操作规程进行。
记录数据要完全、准确、整齐、清楚，所有数据必须记在记录本上。
实验结束，应将数据交教师审阅，若不合格要重做或补做。
保持实验室的安静和清洁，严格遵守实验室规则和安全守则。
保护仪器，节约药品，实验结束后要仔细清洗仪器，将所有电器开关复原。
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 MmU n m ⎰+-='+∆0)(r （2）))((0θθρ-+-=∆n m r W C V mMU （3） θ∆•-=∆W mMU 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．数据记录及处理实验室温度：压力：1.用雷诺图解法求出苯甲酸样品燃烧前后的温度差△θ。
2.计算苯甲酸样品的△rUm和△rHm 。
3.由物理化学数据手册查出苯甲酸的恒压燃烧热，计算本次实验的误差。
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•注意：不能用圆珠笔画图。
g. 要注明图名、说明：
lgp
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2.80 2.85 2.90 2.95 3.00 图1 苯的log p--1 图 (室温25.0℃）
T
1 T
实验过程：穿实验服、检查预习报告、讲解实验要点 并提问、认真独立完成实验、记录实验数 据、上交实验数据表；安全和卫生检查合 格后方可结束实验.
实验记录：①记录实验数据和现象必须属实、准确， 不能用铅笔记录，不能随意涂抹数据； ②实验条件也必须记录； ③数据记录要表格化。
三、成绩评定 平时成绩40分，操作考20分，期末笔试40分；
1、列表法：
（1）每一表格要有简明完整的名称；
（2）表中要表达的是纯数值，因此栏头要详细地 标明名称、数量单位和公共因子；
（3）在每一行中所列数据要排列整齐，位数和小 数点要上下对齐。
（4）自变量的选择最好按自变量等量递增顺序来 排列；
（5）原始数据可与计算数据并列表中，但计算 公式和方法要注明。
例如：表1 苯的蒸汽压
d. 画坐标轴： （ⅰ）标明坐标轴名称及单位。
（ⅱ）标明坐标轴比例尺（标度），以便解图及 读数。但不标明实验数据。
e. 作测量点（描点）： 可用ο、●、∆、× 等表示测得数值各点绘 于图上，在一张图纸上如有数组不同的测量 值时，各测量值的代表点应以不同符号表示， 以示区别。并须在图上注明。
f. 联曲线：
（平时：预习10分，操作50分，报告40分）
四、实验报告 实验名称： 一、实验目的 二、简明实验原理 三、实验仪器装置图 四、实验步骤 五、数据记录及处理 六、讨论：对实验现象的分析和解释、实
验结果的误差分析、对实验的改进意见及 心得体会等。 七、思考题
五．实验数据的表达及处理
2.7305 2.6259
2、图解法：
a.坐标纸的选择与横纵坐标的确定： 直角坐标纸最为常用，在直角坐标纸作图时,习惯上 以自变量为横轴，因变量为纵轴，横轴和纵轴的读 数一般不一定从零开始，可视具体情况而定。
b.坐标的范围： 确定坐标范围要包括全部测量数据或稍留余地 。
c. 比例尺的选择
•比例尺选择的一般原则：
t/℃ 79.6
T/K 352.6
1
P/mmHg log p
T ×103
2.835 766.0 2.8845
77.1 350.2 2.854 694.6 2.8400
73.7 346.7 2.890 626.6 2.7970
69.1 342.1 2.921 62.2 335.2 2.982
537.6 422.6
电 系导为率：，用Λm表示。摩m 尔 电kc 导率与电导率之间的关
弱电解质的解离度α随浓度的下降而增大，当溶液浓度 趋于无限稀释，弱电解质将趋于完全解离，即α→1。 在一定温度下，某电解质溶液的摩尔电导率与溶液中 离子的浓度成正比，因而也就与电离度α成正比。所以，
m
根据离子独立运动定律，在无限稀释的溶液中，离子
（ⅰ）要能表示全部有效数字，以便从图解法求出 各量的准确度与测量的准确度相适应。
（ⅱ）坐标轴上每小格的数值，应便于读数和计算， 一般取1、2、5或是1、2、5的10n倍，要避 免用3、6、7、9这样的数值及它的10n倍。
（ⅲ）在上述条件下，充分考虑利用图纸的全面积， 使全图布局合理。若图形为直线，应使其直线与横纵坐 标轴的夹角尽可能在45°左右 。
×103
1电导法测定弱电解质的电离常数
实验目的
1、了解溶液电导、摩尔电导率的基本概念。 2、学会电导(率)仪的使用方法。 3、测量电解质溶液的摩尔电导率，并计算弱
电解质溶液的电离常数。
实验原理
对于CA型弱电解质
CA → C+ + A-
若弱电解质总浓度为c，该浓度下弱电解质的解离度 为α，则解离平衡常数为：
运动是彼此独立的，互不影响，即电解质的摩尔电导
率等于正、负离子摩尔电导率之和。
弱电解质CH3COOH的
m
可由强电解质HCl、
CH3COONa和NaCl的
m
求得：
m ( C H 3 C O O H ) m ( H ) m ( C H 3 C O O )
m ( H C l) m ( C H 3 C O O N a ) m ( N a C l)
2 蔗糖水解反应速率常数的测定
实验目的
1．测定蔗糖水解反应的速度常数和半衰期。 2．了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关 系。 3．了解自动旋光仪的基本原理，掌握自动旋光 仪的正确使用
实验原理
蔗糖水解反应：
C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 果糖
蔗糖水解反应可看做为一级反应，一级反应的速度
c 2 Kc 1
测定解离度α的值 采用电导法。
电导是电阻的倒数。电导的符号为G，电阻的符号为 R，以公式表示，即
G1 R
若某电导池的两电极间相距为l，极板面积为A，那么
该电导池中溶液的电导为： G k A 为了比较不同电解质溶液的导电能力，l 人们引入了摩
尔电导率的概念：在相距1m的两个平行电极之间， 放入含有1mol的电解质溶液时该溶液的电导称为摩尔
物理化学实验
一、目的
1、巩固并加深对物理化学课程中相关理论 和概念的理解；提高学生灵活运用物理化 学原理的能力； 2、掌握物理化学实验的基本方法、实验技 术和常用仪器的构造原理及使用方法； 3 、培养学生正确记录实验数据和现象，正 确处理实验数据和分析实验结果的能力。
二、要求
实验预习：目的、原理、步骤、注意事项、数据记录 表格、仪器使用方法等。
方程可用下式表示： dcA
dt
k1cA
ln(C A)k1tC A 0
反应的半衰期： t1/2=ln2/K=0.693/K
蔗糖及其转化产物都含有不对称的炭原子，它
们都具有旋光性。但是它们的旋光能力不同，故可 以利用体系在反应过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之旋光能力，溶剂性质， 溶液的浓度，样品管长度，光源波长及温度等均有关系。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