大学物化实验思考题答案

物化实验人学物化实验思考题答案

液体饱和蒸气压的测定

1.测定液测战体饱和蒸气压的方法有哪些？我院物理化学实验室采用的是什么方法？

答：(1)静态法：在某一温度下宜接饱和蒸汽压。

(2)动态法：在不同外界压力下测定沸点。

(3)饱和气流法：使干燥的恪性气体通过被测物质，并使乩为被测物质所饱和，然后测定所通过的气体中被测物质蒸汽的含帚，就可根据道尔顿分压定律算出此被测物质的饱和憑汽压。

采用静态法测定乙醉的饱和压。

2.等压计U型管屮的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？为什么可用液体木身作U型竹封闭液？

答：(1)U型管作用：①封闭气体，防止空气进行AB弯管内；？②作等压计用，以显示U 型管两端液面上的压力是否相等。

(2)将U型管内封闭液蒸气冷凝，防止其“蒸干”

(3)封闭液作川是封闭和作等压计用，对用液体木身作封闭液。若川其它液体作封闭液, 则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸气和乙醇蒸气的混合气体，测定结果偏高。

3.开启旋塞放空气入体系内时，放得过多应如何办？实验过程中为为什么要防止空气倒灌?

答：(1)必须重新排除净AB弯管内的空气。

(2)AB弯管空间内的爪力包括两部分：一是待测液的蒸气爪;另一部分是空气的爪力。测定圧，必须将H中的空气扌U：除后，才能保证B管液面上的压力为液体的蒸气压。

4.如果升漏过程屮液体急剧气化，该如何处理？

答：缓慢放入空气，使系统压力慢慢升高,以保持等压计两液血平齐，以免使等压计内的乙醇急剧沸腾，使液封帰减少。

二.二元液系相图

1.在“二纽分气液平衡相图的测定”实验屮，作标准溶液的折光率纟R成曲线的日的足什么？

答：从标准溶液的折光率一组成1山线上可以得出某沸点下的气相组成和液相组成。

2.在“一?组分气液平衡相图的测定“实验屮，收集气相冷凝液的小槽的人小对实验结果有无咸响？

苓：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过人，则会広存过多的气相冷凝液，其贮帚超过了按相平衡原理所对应的气相量,其组成不再对应平衡的气相纽成，因此必然对相图的绘制产生影响，3每次加入憑惴瓶中的三氯甲烷或乙醇是占应?按记录表规定将确计朋？

答：不…定。绘制沸点一纟II成图时，不必精确知道系统纽成，需要精确知道的数据是不同系统组成时的沸点、气相组成和液相组成,而气液两相组成可通过折光率一组成标准曲线得到。

4.如何判定气一液两郴已达到平衡？

答：将液体缓慢加热，洛液体沸腾冋流一段时间，且体系温度计读数稳定时，可判定气一液两相已达到平衡。

三.电动势的测定

1.为什么不能用伏特表测定原电池的电动势？

答：电池的电动势不能用伏特计测最，其原因是：

（1）用伏特计测帚:，仃电流流过电池，电池的内阻电乐降使所测电动势偏低；

（2）有较人电流通过电极时，电极极化作用使电极电势偏离平衡电极电势，测得的电动势小于电池的可逆电动势；

（3）有电流通过电池时，电池会发生化学反应使溶液的浓度改变，导致电动势的改变，从而破坏了电池的可逆性。

2.对消法（或补偿法）测电动势的原理是什么？画出该实验的测量线路图,并指出实验中常用到哪些仪器？

絆：（I）利用对消法（即补偿法）可以使电池在无电流（或极微弱电流）通过的条件下测徉两极间的电势禺这时电池反应是在接近町逆条件下进行的，这--电势丼即为该电池的平衡电动势。

（2）电路图

（3）UJ—25型高电势电位沸计、检流计、工作电池、标准电池、待测电池、正负电极和温度计

3.电位霍计、标准电池、检流计及工作电池各何什么作用？

答：电位差计：利用补偿法测定彼测电极电动势；

标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势來计筛未知电池电动势。

检流计：指示通过电路的电流是否为零：

丁作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。

4.测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？

答：（I）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势，

（2）选释盐桥屮电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质止、负离了的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发工反应。具体选样时应防止盐桥中离了?与原电池溶液屮的物质发生反应，如原电池溶液屮禽有能与C1 ■作用而产工沉淀的Ag+、Hg离了或含仃能与K+离了作用的CIO—离了，则不町使丿I] KCI盐桥，应选川KNO3或NH4NO3 盐桥。

5.在测定电动势过程屮，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？咎：若

调不到零点，可能的原因有：

（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了：

（2）电路屮的某处有断路；

（3）标准电池或待测电池的电动势人于丁作电池的电动势，超出了测最范国。

四.蔗糖水解

1.木实验是否一定需要校正旋光计的读数？

苓：不一定。数据处理时利川对作图得肓线，在同一台旋光仪测定时，的并值与旋光计的零点校正无关。

2.为什么配蔗衲溶液可用粗天平衡星？

答：木实验只需要记录皿?t数据，根据作图求得反应速率常数k,数据处理时不需要知道蔗糖溶液的梢确初始浓度，故配蔗糖溶液可用粗天平衡低蔗糖，

3.如何测定aoo?

答：将剩余的混合液盘于55°C左右的水浴中温热30分钟，以加速水解反应，然厉冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是aoo。

4.本实验的关键步骤是什么？如何减少谋差？

答（1）温度对反应速度影响较人，所以整个过程皿保持恒温。用水浴加热反应液测go 时，温度不宜过高，以免产生副反应，溶液变黄，加热过卩应同时避免溶液蒸发使糖的浓度改变，从而影响as的测定。

（2）Il I T-反应初始阶段速率较快，旋光度变化人，一定要注意时间的准确性。

（3）根据反应温度，可适当增加HC1的浓度，以缩短反应时间。

五.乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

1.配制乙酸乙酯溶液时，为什么在容最瓶屮事先加入适戢的蒸懾水？

咎：避免乙酸乙酯挥发。在容帚瓶屮M先加入适帚的蒸愠水，可以使加入的乙酸乙酯很快溶于水中形成溶液，减少了乙酸乙酯的损失。

2.为什么要使两种反M物的浓度相等？如何配制指定浓度的乙酸乙酸溶液？

絆：⑴为了处理问题方便，在设计?这个实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH取相同的初浓度a作为起始浓度。在此条件下存在下式：，以对作图可得一直线，貝斜率等于，由此可求得反应速率常数。

（2）找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制lOOmL与NaOII同浓度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的奄升数V,然后用ImL移液竹吸収VmL乙酸乙酯汪入lOOmL容杲瓶屮，稀释至刻度即可。

3.为什么要使两溶液尽快混合完毕？开始一段时间的测定时隔期为什么要短？

答：（1）实验过程小，要记录不同反应时间时体系的电导率，因此两溶液要尽快混合，且在混合时开始按下秒表计时。

（2）反臧在开始一段时间内，体系的电导率下降较快，因此这段时间测定的时间间隔期要短。

4.为何木实验要在恒温条件下进彳J：,而」丄乙酸乙酯和氮氧化讷溶液在混介前还要预先恒温？

答：温度对反应速率常数k影响很人，故反应过程应在恒温条件下进彳J：。

5.木实验注意事项：

答：（1）木实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。（2）配好的NuOH溶液要防止空气屮的CO2气体进入。

（3）乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。（4）乙酸乙酯溶液册临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。

六.农面张力的测定

1在表面张力测定的试实验屮，为什么毛细管尖端应平報光滑，安装时要垂H并刚好接触液面？

答：（I）气泡形成半球形时曲率半径R和毛细管半径r相等达最小值，附加压力达最人值，山公式可求出被测液体的表面张力。故为得到半球形气泡，毛细管尖端应平整光滑。（2）如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表If!的张力，还仃插入部分液体的爪力。

2.木实验的关键在什么地方，如何减少谋差？

答：（1）仪器系统不能漏气。（2）所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂肯，其管口刚好与液（ft相切。

（3）读取压力计的压并时，W取气泡单个逸出时的最人压力井。

1.测电动势为何需要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？、

答：①盐桥用于消除液接电势，以KCL盐桥为例说明，「I］于在盐桥和俩溶液的接界处，因为KCL的浓度元人于俩旁溶液屮电解质的浓度，界而上丄要是K+和C1离了互通式想溶液扩散。又因K+和CL—的运动速度很接近，迁移数几乎相同，根据液接电势的共识的它的值接近为零，且不予俩溶液发生化学反应。

②盐桥选用原则：a.浓度要较人b.正.负离了的迁移速率要基木相同c.选用要求是不能与待测液发生化学反应

2.饱和蒸汽压测定的原理

液体蒸汽压随温度而变，其变化可用克劳修斯一克拉佩龙方程式表示lgP= -AHV.m/2.303R+C

其中AHV.m是液体的摩尔气化热，T和P是两和平衡时的温度和爪力，温度越高，饱和蒸汽压越人。

3.由热力学第一定律可知，衡容燃烧热QV等于内能变化Au,]iiJK燃烧值等于焙变AH对于理想气体：AH=Au+A (pv) Qp=Qv+AnRT, An为反应前后反丿'V物和生成物屮气体的物质的最之并,T是反应热的热力学温度.

4.进入卡计的水温为什么要求比室温低0.5-1.or?

答：因为当水温的变化从低J：室温到室温再到高J：室温时我们能够利用雷诺温度校正图更为准确地测出温於ZU,肖水温高于京温，水一H会向环境辐射能吊，实验将难于准确测出小。当水温低于l.0*C时，通过计算水温将一頁低于室温，环境ujKffl射热杲也难以准确地测出，上述综合可得，水温比室温要低0.5-I.0V !在仪器设计与制造屮，已考虑使帚热体系和环境的热交换作用减到赧小，但无法完全避免，这种热交换对温屋测量值的影响可用宙诺温度校正图校正。用雷诺温度枝正图对以较木观地表小:山于样品燃烧促使卡计温度升高的数值。

5.为什么冰浴的温度控制在I °C左右？太高太低对实验有什么影响？

答：因为冰浴的温腹控制在1C左右，即能对苯起到冷却的效果，育不使之快速达到过冷却状态，当温度太高时，不能使其冷却凝固，将导致实验失败，出温度太低时，容易出现过冷却现彖难以准确测出ATf,影响实验的准确度。

6.为什么加入荼的质最要在0.2s().3g,太多太少有什么不利？

答：加入茶的质量在O.2-O.3g以保证能测岀和当冰浴在时能起到冷却凝固的效果，当太多

时，ATf太大,在时也许起不到冷却凝固的效果,使实验难以进行,当太小时ATf很小, 实验仪器

也难以测出，而影响结果。

7.为什么样品管带凸颈端要向上放置？

答因为样品管带凸颈的地方容易产生气泡，若凸颈在下端时，水浸满厉气泡敢不走，会给实验带来较人谋差。所以为了消除气泡对旋光仪的彩响，应将凸颈端向上放置，从而气泡容易排放，可以提高实验的准确度。