《试题》-精选课件（公开PPT）

物理化学实验ExperimentsofPhysicalChemistry,武汉科技学院化工学院,实验1恒温槽的装配与性能测定,1.实验目的及要求,了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。绘制恒温槽灵敏度曲线。掌握水银接点温度计，继电器的基本测量原理和使用方法。,2.实验原理(略),3.仪器与试剂,玻璃缸1个，秒表1个，温控仪1台，050的1/10的温度计1支，搅拌马达1个，电加热丝1个，蒸馏水、导线若干。,4.实验步骤,(1)槽体中放入约3/4容积的蒸馏水，打开搅拌器，调节搅拌速度。插上继电器，打开继电器开关。(2)旋松接点温度计上端的调节帽固定螺丝，旋转磁铁，使粗调温度较希望控制的温度低5-10，然后插上加热器插头进行加热。(3)当加热至水银柱与钨丝接触时，水银接点温度计处于通断的临界状态。,(4)观察槽中的精密温度计，根椐其与控制温度差值的大小，进一步调节接点温度计，反复进行，直到设定温度止。（注意调节速度，以免使实际温度超过所需要控制的温度）(5)将调节帽固定螺丝旋紧，使之不再转动。(6)记录温度随时间的变化值，绘制恒温槽灵敏度曲线。（要求记录的数据能出现三个波峰三个波谷，即有三个最高点，三个最低点）(7)实验完毕后，关闭电源，整理实验台。（注意千万不要忘记拔下加热器插头）,5.数据记录及处理,(1)数据记录：(见教材的数据记录表)(2)数据处理：以时间为横坐标，温度为纵坐标作图，分析实验结果。,6.思考题,(1)利用实验数据确定实验所用恒温槽温度波动范围及灵敏度。(2)简单叙述继电器的工作原理。(3)对于提高恒温槽的灵敏度，可以从那些方面进行改进？,实验2液体饱和蒸气压的测定,1.实验目的及要求,明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义；了解真空泵、气压计的使用及注意事项。了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义。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.实验原理,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：,若温度改变的区间不大，H可视为为常数（实际上H与温度有关）。积分上式得：,为线性关系,作图可得一直线，斜率可得摩尔蒸发焓,3.仪器与试剂,液体饱和蒸汽测定仪1套；抽气泵1台；玻璃恒温槽一台；DP-A（YW）精密数字气压温度计。蒸馏水。,4.实验步骤,1.装置仪器橡胶管与管路接口装置、玻璃仪器、数字压力计等相互连接时，接口与橡胶管一定要插牢，以不漏气为原则，保证实验系统的气密性。无冷阱用橡胶管将冷阱两端短路连接。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(1)缓冲储气罐的气密性检查：,（2）精密数字压力计的气密性检查3饱和蒸气压的测定仪表采零后连接实验系统，即将缓冲储气罐装置2接口与实验系统连接，此时仪表显示实验系统的压力值。当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转平衡阀1缓缓放入空气，直至B、C管中液面平齐，关闭平衡阀1，记录温度与压力。然后，升高恒温槽温度35，当待测液体再次沸腾，体系温度恒定后，旋转平衡阀1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6个值。关机：先将实验系统泄压，再关掉电源开关(OFF)。,5.数据记录及处理,自行设计实验数据记录表格，正确记录全套原始数据并填入演算结果。以测得的蒸汽压对温度T作图。(3)由pT曲线均匀读取10个点，列出相应的数据表，然后给出对的直线图，由直线斜率计算出被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热。(4)由曲线求得待测液体的正常沸点，并与文献值比较。,实验3二组分液液相图的绘制,1.实验目的及要求,了解绘制双液系相图的基本原理和方法。绘制环已烷乙醇双液体系的沸点组成图，确定其恒沸组成和恒沸温度。掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法。掌握阿贝折射仪的使用方法。,2.实验原理,在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称为沸点组成图，即为Tx相图。完全互溶双液系的Tx图可分为三类：（1）理想双液系，溶液沸点介于两纯物质沸点之间（2）各组分对拉乌尔定律发生正偏差，溶液具有最低恒沸点（3）各组分对拉乌尔定律发生负偏差，溶液具有最高恒沸点,图1完全互溶双液系沸点组成图,本实验所要测绘的环已烷乙醇系统的沸点组成图即属图1(b)类型，其绘制原理如下：当系统总组成为的溶液加热时，系统的温度沿虚线上升，当溶液开始沸腾时，组成为的气相开始生成，继续加热，则系统的温度继续上升，同时气液两相的组成分别沿气相线和液相线上的箭头所示方向变化，两相的相对量遵守杠杆规则而同时发生变化。反之，当设法保持气液两相的相对量一定时，就可使得系统的温度恒定不变。本实验是采用回流冷凝法来达到这一目的的；待两相平衡后，取出两相的样品，分析其组成，这样就给出在该温度下平衡气液两相组成的一对坐标点。改变系统的总组成，再如上法找出另一对坐标点。这样测得若干对坐标点后，分别将气相点和液相点连成气相线和液相线，即可得到环已烷乙醇双液系的沸点组成图。,3.仪器与试剂,沸点仪1个；调压变压器（500VA）1个；阿贝折射仪1台；精密数字温度计或水银温度计（温度计（50100，最小分度为0.1）1支；超级恒温槽1套；刻度移液管数支；滴管2支。环已烷（A.R.）,乙醇（A.R.）环已烷乙醇标准溶液（环已烷分别为0.20,0.40,0.50,0.60,0.80,0.90）,4.实验步骤,（一）测定环已烷、乙醇及标准溶液的折射率调节超级恒温器的温度25，将阿贝折射仪棱镜组的夹套通入恒温水。恒温10分钟后，用一支干燥的短滴管吸取环已烷数滴，注入折射仪的加液孔内，测定其折射率n，读数三次，取其平均值。然后打开棱镜组，待环已烷挥发后，再用擦镜纸轻轻吸去残留在镜面上的液体，合上棱镜组。同样测定乙醇及各标准溶液的折射率。记录室内大气压力。,（二）测定溶液的沸点及平衡时气液两相的折射率1将传感器航空插头插入后面板上的“传感器”插座。2将220V电源接入后面板上的电源插座。3按图4-2连好沸点仪实验装置，传感器勿与加热丝相碰。4接通冷凝水。量取20mL乙醇从侧管加入沸点仪蒸馏瓶内，并使传感器浸入溶液内。打开电源开关，调节“加热电源调节”旋钮，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾，因最初在冷凝管下端内的液体不能代表平衡气相的组成，为加速达到平衡需使三通塞连通蒸馏瓶，使小槽中气相冷凝液流回蒸馏瓶内，重复三次（注意：加热时间不宜太长，以免物质挥发）待温度稳定后，记下乙醇的沸点及环境气压。,5通过侧管加0.5mL环已烷于蒸馏瓶中，加热至沸腾，待温度变化缓慢时，同上法回流三次，温度基本不变时记下沸点，停止加热。用吸管从小槽中取出气相冷凝液测定折射率，从侧管处吸出少许液相混和物测定折射率。6依次再加入1、2、4、12mL环已烷，同上法测定溶液的沸点和气、液相的组成。7将溶液倒入回收瓶，用吹风机吹干蒸馏瓶。8从侧管加入20mL环已烷，测其沸点。9依次加入0.2、0.4、0.6、1.0、1.2mL乙醇，按步骤4、5测其沸点气、液相的组成。每份样品的读数次数及平均值由实验需要而定。10关闭仪器和冷凝水，将溶液倒入回收瓶。实验中要经常观察大气压力，若变化不断，可取其平均值作为实验时的大气压力。,5.数据记录及处理,绘出实验大气压下乙醇环已烷双液体系的沸点组成图，确定其恒沸温度和恒沸组成。将实验数据填入下表。室温大气压：始终平均值,表2环已烷-乙醇标准溶液,表3环已烷乙醇溶液沸点组成数据,6.思考题,(1)测定溶液的沸点和气、液二相组成时，是否要把沸点仪每次都要烘干？为什么？(2)试分析产生实验误差的主要因素有哪些？(3)你认为本实验所用的沸点仪有哪些不足？如何改进？,实验4凝固点降低法测定物质的摩尔质量,1.实验目的及要求,测定水的凝固点降低值，计算脲素的分子量。掌握溶液凝固点的测定技术。掌握贝克曼温度计的使用方法。,2.实验原理,当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时，则溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点，其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比。即T=Tf*Tf=KfbB式中，Tf*为纯溶剂的凝固点，Tf为溶液的凝固点，bB为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂凝固点降低常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。若称取一定量的溶质mB(g)和溶剂mA(g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度为：,整理得：,若已知某溶剂的凝固点降低常数Kf值，通过实验测定此溶液的凝固点降低值T，即可计算溶质的分子量MB。,3.仪器与试剂,凝固点测定仪1套；SWC-C数字贝克曼温度计1只；移液管(25mL)1只。（1）外搅拌器（2）空气套管（3）凝固点管（4）内搅拌器（5）传感器（6）冰槽脲素（或蔗糖）；粗盐；冰块；蒸馏水。,4.实验步骤,1仪器装置的安装2仔细阅读SWC-C数字贝克曼温度计说明书后打开电源将基温选择打向“0”，测量选择为“温差”。3将传感器放入冰槽（6）中，并在冰槽（6）中放入敲碎的冰块和自来水，加入适量的食盐，将冰槽温度调至使其低于蒸馏水凝固点温度23，将空气套管（2）插入冰槽内。用手动搅拌器（1）进行搅拌，待冰槽温度保持基本不变时，按温度温差仪上的“采零”键，对温差采零，再按下“锁定”键，锁定基温选择量程。,4用移液管吸取25mL蒸馏水于凝固点管中，安上探头、搅拌器和塞子（注意：探头应离开管底0.5cm左右，不应与任何物质相碰，但也要保证探头浸到溶液中）。5将凝固点管直接插入冰浴中，上下移动搅拌器，使蒸馏水逐步冷却至SWC-D数字温度温差仪上的数字不变，即为粗测凝固点。取出凝固点管，用手温热，使管中固体全部熔化。6凝固点管直接插入冰浴中，上下移动内搅拌器，使蒸馏水冷却至粗测凝固点以上0.5时，迅速将凝固点管取出擦干，插入空气套管中（注意：外套管尽量插入冰浴中，但不能让冰水浸到管中，以防渗水入管。外管是空气管，它有助于消除由于溶液冷却过快造成的误差。）仍均匀搅拌，每隔15秒记下相应的温度。至温度回升到一定程度不再改变，持续一分钟，则可停止实验。此温度即为蒸馏水的凝固点。取出凝固点管用手温热，至管中固体全部熔化。,7重复上述步骤5，共三次。测得的溶液凝固点温度T绝对平均误差小于0.01。8测定溶液的凝固点，在电子天平上精确称重约0.350.40g脲素(或1克蔗糖)，将此投入已熔化的蒸馏水中，待蔗糖完全溶解后，按测定纯溶剂凝固点的方法测出此溶液的粗测凝固点，然后再进行精测三次，三次测得的温度T值绝对平均误差小于0.01。仔细阅读SWC-C数字贝克曼温度计说明书后打开电源将基温选择打向“0”，测量选择为“温差”。,5.数据记录及处理,(1)由水的密度，计算所取水的重量WA。(2)将实验数据列入表中。,(3)由所得数据计算脲素的摩尔质量，并计算与理论值的相对误差。,6.思考题,(1)为什么要先测近似凝固点？(2)根据什么原则考虑加入溶质的量？太多或太少影响如何？(3)当溶质在溶液中有离解、缔合和生成配合的情况时，对其摩尔质量的测定值有何影响(4)用凝固点降低法测分子量，选择溶剂时应考虑哪些因素？,实验5醋酸解离常数的测定,1.实验目的及要求,了解溶液电导、摩尔电导率的基本概念。学会电导(率)仪的使用方法。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。,2.实验原理,AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数KC与原始浓度c和电离度有以下关系：在一定温度下Ka是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的代入上式求出Ka。,3.仪器与试剂,电导率仪1台；恒温槽1套；电导池1只；电导电极1只；容量瓶(100mL)5只；移液管(25mL、50mL)各1只。KCl(10.0molm-3)；HAc溶液。,4.实验步骤,（1）配制浓度分别为0.01、0.02、0.03、0.05和0.10moldm-3的醋酸溶液各100mL。（2）将恒温槽温度调至(25.00.1)或(30.00.1)（3）测定电导池常数Kcell倾去电导池中蒸馏水(电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干