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文檔簡介
目錄
1、物理化學(xué)實驗?zāi)康?、要求和注意事項………………?
2、恒溫槽裝配和性能測試…………………4
3、凝固點降低法測相對分子質(zhì)量…………6
4、液體飽和蒸氣壓的測定…………………8
5、燃燒熱的測定……………12
6、溶解熱的測定……………16
7、雙液系氣—液平衡相圖…………………20
8、二組分固—液平衡相圖…………………22
9、液相平衡……………24
10、電極制備及電池電動勢的測定…………27
11、電導(dǎo)法測定乙酸的離解常數(shù)……………29
12、希托夫法測定離子的遷移數(shù)……………34
13、電動勢法測定化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)變值……………35
14、蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定…………36
15、乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定……38
16、丙酮碘化反應(yīng)……………40
17、粘度法測定高聚物相對分子量…………41
18、最大氣泡法測定乙醇溶液的表面張力…………………43
19、電泳……………………45
20、偶極矩的測定……………47
21、磁化率的測定……………49
22、設(shè)計實驗…………………51
23、物理化學(xué)實驗教學(xué)基本要求……………57
24、物理化學(xué)實驗結(jié)束考試模擬試題(筆試)………………58
物理化學(xué)實驗?zāi)康?、要求和注意事?/p>
(一)、實驗?zāi)康?/p>
1、了解物理化學(xué)實驗的基本實驗方法和實驗技術(shù),學(xué)會通用儀器的操作,培養(yǎng)學(xué)生的
動手能力。
2、通過實驗操作、現(xiàn)象觀察和數(shù)據(jù)處理,鍛練學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
3、加深對物理化學(xué)基本原理的理解,給學(xué)生提供理論聯(lián)系實際和理論應(yīng)用于實踐機會。
4、培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),求真,求實,勤儉節(jié)約的優(yōu)良品德和創(chuàng)新意識。
(二)、實驗要求
1、作好預(yù)習(xí)
學(xué)生在進實驗室之前必須仔細閱讀實驗書中有關(guān)的實驗及基礎(chǔ)知識,明確本次實驗
中測定什么量,最終求算什么量,用什么實驗方法,使用什么儀器,控制什么實驗條件,
在此基礎(chǔ)上,將實驗?zāi)康摹⒑喢髟?、操作步驟、記錄表和實驗時注意事項寫在預(yù)習(xí)筆
記本上。
進入實驗室后不要急于動手做實驗,首先要對照本書查對儀器,看是否完好,發(fā)現(xiàn)
問題及時向指導(dǎo)教師提出,然后對照儀器進一步預(yù)習(xí),并接受教師的提問、講解,在教
師指導(dǎo)下做好實驗準(zhǔn)備工作。
2、實驗操作和數(shù)據(jù)記錄
經(jīng)指導(dǎo)教師同意方可接通儀器電源進行實驗。儀器的使用要嚴格按照操作規(guī)程進
行,不可盲動;對于實驗操作步驟,通過預(yù)習(xí)應(yīng)心中有數(shù),嚴禁“抓中藥”式的操作,看
一下書,動一動手。實驗過程中要仔細觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象應(yīng)仔細查明原因,
或請教指導(dǎo)教師幫助分析處理。實驗結(jié)果必須經(jīng)教師檢查,數(shù)據(jù)不合格的應(yīng)及時返工重
做,直至獲得滿意結(jié)果,實驗數(shù)據(jù)應(yīng)隨時記錄在預(yù)習(xí)筆記本上,記錄數(shù)據(jù)要實事求是,
詳細準(zhǔn)確,且注意有效數(shù)值,不得任意涂改。盡量采用表格形式。要養(yǎng)成良好的記錄習(xí)
慣。實驗完畢后,經(jīng)指導(dǎo)教師簽字后,方可離開實驗室。
3、實驗報告
學(xué)生應(yīng)獨立完成實驗報告,并在下次實驗前及時送指導(dǎo)教師批閱。實驗報告的內(nèi)容
包括:(1)實驗?zāi)康?,?)簡明原理、實驗裝置簡圖(有時可用方塊圖表示),(3)
儀器藥品:記錄實驗所需之藥品、濃度;主要儀器,(4)簡單操作步驟,(5)數(shù)據(jù)記
1
錄及處理,(6)結(jié)果討論。數(shù)據(jù)處理應(yīng)有原始數(shù)據(jù)記錄表和計算結(jié)果表示表(有時二者
可合二為一),需要計算的數(shù)據(jù)必須列出算式,對于多組數(shù)據(jù),可列出其中一組數(shù)據(jù)的
算式。作圖時必須按本緒論中數(shù)據(jù)處理部分所要求的去作,實驗報告的數(shù)據(jù)處理中不僅
包括表格、作圖和計算,還應(yīng)有必要的文字敘述。例如:“所得數(shù)據(jù)列入××表”,“由表中
數(shù)據(jù)作××~××圖”等,以便使寫出的報告更加清晰、明了,邏輯性強,便于批閱和留作
以后參考。結(jié)果討論應(yīng)包括:對實驗現(xiàn)象的分析解釋;對實驗結(jié)果誤差的定性分析或定
量計算,并檢討產(chǎn)生誤差之可能原因;對實驗的改進意見或新的構(gòu)想;實驗的心得體
會等,這是鍛練學(xué)生分析問題的重要一環(huán),應(yīng)予重視。報告不可用鉛筆寫,并盡量使用
計算機制圖。養(yǎng)成直接記錄數(shù)據(jù)及現(xiàn)象在實驗簿上的習(xí)慣,如有錯誤,只需用兩三道直
線將其劃掉,不要涂鴉。
(三)、注意事項
1、實驗室規(guī)則
(1)、實驗時應(yīng)遵守操作規(guī)則,遵守一切安全措施,保證實驗安全進行。
(2)、遵守紀(jì)律,不遲到,不早退,保持室內(nèi)安靜,不大聲談笑,不到處亂走,不許
在實驗室內(nèi)嘻鬧及惡作劇。
(3)、使用水、電、煤氣、藥品試劑等都應(yīng)本著節(jié)約原則。
(4)、未經(jīng)老師允許不得亂動精密儀器,使用時要愛護儀器,如發(fā)現(xiàn)儀器損壞,立即
報告指導(dǎo)教師并追查原因。
(5)、隨時注意室內(nèi)整潔衛(wèi)生,火柴桿、紙張等廢物只能丟入廢物缸內(nèi),不能隨地亂
丟,更不能丟入水槽,以免堵塞。實驗完畢將玻璃儀器洗凈,把實驗桌打掃干凈,
公用儀器、試劑藥品等都整理整齊。
(6)、實驗時要集中注意力,認真操作,仔細觀察,積極思考,實驗數(shù)據(jù)要及時如實
詳細地記在預(yù)習(xí)報告本上,不得涂改和偽造,如有記錯可在原數(shù)據(jù)上劃一杠,再
在旁邊記下正確值。
(7)、實驗結(jié)束后,由同學(xué)輪流值日,負責(zé)打掃整理實驗室,檢查水、煤氣、門窗是
否關(guān)好,電閘是否拉掉,以保證實驗室的安全。
2、安全用電
違章用電常??赡茉斐扇松韨觯馂?zāi),損壞儀器設(shè)備等嚴重事故。物理化學(xué)實驗室使
用電器較多,特別要注意安全用電。為了保障人身安全,一定要遵守實驗室安全規(guī)則。
(1)防止觸電
A、不用潮濕的手接觸電器。
2
B、電源裸露部分應(yīng)有絕緣裝置(例如電線接頭處應(yīng)裹上絕緣膠布)。
所有電器的金屬外殼都應(yīng)保護接地。
C、實驗時,應(yīng)先連接好電路后才接通電源。實驗結(jié)束時,先切斷電源再拆線路。
D、修理或安裝電器時,應(yīng)先切斷電源。
E、不能用試電筆去試高壓電。使用高壓電源應(yīng)有專門的防護措施。
F、如有人觸電,應(yīng)迅速切斷電源,然后進行搶救。
(2)防止引起火災(zāi)
A、使用的保險絲要與實驗室允許的用電量相符。
B、電線的安全通電量應(yīng)大于用電功率。
C、室內(nèi)若有氫氣、煤氣等易燃易爆氣體,應(yīng)避免產(chǎn)生電火花。繼電器工作和開關(guān)
電閘時,易產(chǎn)生電火花,要特別小心。電器接觸點(如電插頭)接觸不良時,應(yīng)及
時修理或更換。
D、如遇電線起火,立即切斷電源,用沙或二氧化碳、四氯化碳滅火器滅火,禁止
用水或泡沫滅火器等導(dǎo)電液體滅火。
(3)防止短路
A、線路中各接點應(yīng)牢固,電路元件兩端接頭不要互相結(jié)觸,以防短路。
B、電線、電器不要被水淋濕或浸在導(dǎo)電液體中,例如實驗室加熱用的燈泡接口不
要浸在水中。
(4)電器儀表的安全使用
A、在使用前,先了解電器儀表要求使用的電源是交流電還是直流電;是三相電還是
單相電以及電壓的大小(380V、220V、110V或6V)。須弄清電器功率是否符合
要求及直流電器儀表的正、負極。
B、儀表量程應(yīng)大于待測量。若待測量大小不明時,應(yīng)從最大量程開始測量。
C、實驗之前要檢查線路連接是否正確。經(jīng)教師檢查同意后方可接通電源。
D、在電器儀表使用過程中,如發(fā)現(xiàn)有不正常聲響,局部溫升或嗅到絕緣漆過熱產(chǎn)
生的焦味,應(yīng)立即切斷電源,并報告教師進行檢查。
3
恒溫槽裝配和性能測試
一、儀器和試劑
玻璃缸1個,攪拌器1臺,加熱器1支,接觸溫度計(或感溫元件)1支,控溫器
1臺,1/10℃溫度計1支,貝克曼溫度計1支,秒表1塊。
二、操作步驟
1、將潔凈水注入浴槽至容積的2/3處,將感溫元件、加熱器與控溫器接好,攪拌
器、溫度計放在合適的位置。
2、設(shè)置恒溫溫度,仔細調(diào)節(jié)溫度并恒溫。
3、調(diào)貝克曼溫度計,恒溫溫度時水銀柱在刻度2.5左右,并安放在恒溫槽中。
4、恒溫槽靈敏度的測定。
5、改變恒溫溫度重復(fù)上述操作。
三、注意事項
1、設(shè)置恒溫溫度時,首先應(yīng)略低于所需溫度處,然后慢慢升至所需溫度。
2、恒溫時不能以接觸溫度計的刻度為依據(jù),也不能以控溫器的溫度顯示器為依據(jù),
必須以恒溫槽中1/10℃溫度計為準(zhǔn)。
3、注意調(diào)節(jié)攪拌速度和轉(zhuǎn)換加熱器功率(加熱時大功率,恒溫時小功率)
4、貝克曼溫度計屬于較貴重的玻璃儀器,并且毛細管較長易于損壞。所以在使用
時必須十分小心,不能隨便放置,一般應(yīng)安裝在儀器上或調(diào)節(jié)時握在手中,用
畢應(yīng)放置在盒中。
5、調(diào)節(jié)時,注意不可驟冷驟熱,以防止溫度計破裂。另外操作時動作不可過大,
并與實驗臺要有一定距離,以免觸到實驗臺上損壞溫度計。
6、在調(diào)節(jié)時,如溫度計下部水銀球之水銀與上部貯槽中的水銀始終不能相接時,
應(yīng)停下來,檢查一下原因。不可一味對溫度計升溫,至使下部水銀過多的導(dǎo)入
上部貯槽中。
四、思考題
1、為什么開動恒溫槽之前,要將接觸溫度計的標(biāo)鐵上端所指的溫度調(diào)節(jié)到低于所
需溫度處,如果高了會產(chǎn)生什么后果。
2、對于提高恒溫槽的靈敏度可以從那些方面進行改進?
3、如果所需恒定的溫度低于室溫,如何裝備恒溫槽?
五、儀器使用規(guī)程
(一)、SWQ智能數(shù)字恒溫控制器使用方法
4
1、將傳感器置于介質(zhì)中,電源開關(guān)置于“開”。此時左邊LED顯示為介質(zhì)溫度,
右邊LED顯示000,0℃。
2、控制溫度設(shè)置:①、按動↓鍵,右邊LED的第一位將閃爍,再按動∧鍵,此
位將從“0”開始逐漸增加;按動∨鍵,此位將逐漸減小。②、、按動↓鍵,右邊LED
的第二位將閃爍,再按動∧鍵,此位將從“0”開始逐漸增加;按動∨鍵,此位將逐
漸減小。其余兩位類推。直至達到溫度設(shè)定值,所有位均不閃爍。
3、回差溫度設(shè)置:按“回差”鍵,回差將依次顯示0.5,0.4,0.3,0.2,0.1達到回差溫度
的設(shè)置。
4、加熱狀態(tài):當(dāng)介質(zhì)溫度<設(shè)定溫度-回差,加熱器處于加熱狀態(tài);
當(dāng)介質(zhì)溫度>設(shè)定溫度+回差,加熱器停止加熱。
(二)、SYP玻璃恒溫水浴的使用方法:
1、使用前,將槽內(nèi)注入適量的水;
2、按配備控溫儀要求,將儀器和控溫儀連接好(傳感器一定要置于水浴內(nèi)5cm以
上);
3、接通控溫儀和本儀器電源,按需要設(shè)定好水浴溫度;
4、根據(jù)需要選擇攪拌器“開”或“關(guān)”、“快”或“慢”;
5、將加熱器置于“開”位和“強”位,待溫度升至小于設(shè)定溫度2℃時,將加熱器置于
“弱”位(此時控溫效果會更好).
6、關(guān)機時,先關(guān)閉攪拌器,再關(guān)閉加熱器,最后切斷控溫儀與本儀器電源。
(三)、玻璃恒溫槽:
1、連好線路,加入潔凈水,約占槽容積的3/4。
2、旋松接觸溫度計上部的調(diào)節(jié)帽螺絲,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽,使指示鐵上端調(diào)到低于恒溫
溫度0.5℃。
3、接通電源,打開攪拌器。
4、接通加熱器電源。待接近所調(diào)溫度時,再仔調(diào)節(jié)接觸溫度計,使槽溫逐漸升至
所需溫度。對于靈敏度較高的恒溫槽,達到所需溫度后指示燈變換頻繁。
5
凝固點降低法測相對分子質(zhì)量
一、儀器及試劑
相對分子質(zhì)量測定儀1套,貝克曼溫度計1支,酒精溫度計(0~50℃)1支,移液
管(20ml)1支,環(huán)已烷(A·R),萘(A·R)
二、實驗步驟
1、將水浴槽中注入1/2體積的自來水,加入冰塊以保持2~3℃;
2、將貝克曼溫度計水銀球中的水銀與貯槽中的水銀相接,小心放入10℃水浴中恒
溫5分鐘,取出迅速拍斷水銀。以調(diào)節(jié)貝克曼溫度計在6℃水浴中水銀刻度為3~
4之間。
3、測定純?nèi)軇┉h(huán)已烷的凝固點:取30ml環(huán)已烷注入凝固點管,直接插入冰水浴中,
使之逐漸冷卻,直至貝克曼溫度計水銀柱不再下降時,拿出凝固點管(記下最低
溫度并稍加攪拌),放置空氣套管中觀察水銀柱變化,記錄溫度回升至最高且恒
定約1~2分鐘的讀數(shù),此即環(huán)已烷的凝固點。
用手溫?zé)崮厅c管,(注意:不能讓溫度計中的水銀柱與貯槽中的水銀相接?。?,
使環(huán)己烷晶體全部熔化,重新置凝固管于冰浴中,如上法操作重復(fù)進行三次。
4、測定溶液的凝固點:用硫酸紙精確稱取約0.15~0.20克萘二份,取一份加入凝固
點管內(nèi)的溶劑中(防止粘附在管壁、溫度計或攪拌上),待萘全部溶解后,按上
述步驟測溶液的凝固點,重復(fù)三次取平均值。再加入第二份萘,按同樣方法測量
另一濃度之凝固點。
三、實驗注意事項
1、將已調(diào)好并擦干的貝克曼溫度計插入凝固點管時;再次測量之前將體系溫?zé)帷?/p>
攪拌而使環(huán)已烷結(jié)晶全部溶化時;把萘加入體系并使其溶解時;請注意:絕不
能讓溫度計中的水銀柱與貯槽中的水銀相接!
2、每組(三次)數(shù)據(jù)測定時過冷程度要一致。攪拌應(yīng)無摩擦。
3、量取環(huán)已烷時應(yīng)先讀室溫。
4、不要使環(huán)己烷在管壁結(jié)成塊狀晶體。較簡便的方法是將外套管從冰浴中交替地
(速度較快)取出和浸入。
四、思考題
1、凝固點降低法測相對分子質(zhì)量的公式,在什么條件下才能適用?
2、在冷卻過程中,凝固點管管內(nèi)固液相之間有哪些熱交換?它們對凝固點的測定
有何影響?
6
3、當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解,締合和生成絡(luò)合物的情況時,對相對分子質(zhì)量測定值
的影響如何?
4、根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量?太多或太少影響如何?
5、空氣套筒的作用是什么?
6、影響凝固點精確測量的因素有哪些?本實驗應(yīng)注意哪些問題?
附:數(shù)據(jù)記錄參考表格
凝固點凝固點降低值
物質(zhì)質(zhì)量相對分子質(zhì)量
測量值平均值△T
1T0=
2
環(huán)己烷(ml)
3
第1T1=△T1=M1=
一2
片3
萘M=
第1T2=△T2=M2=
二2
片3
7
液體飽和蒸氣壓的測定
一、儀器與試劑
精密數(shù)字壓力計,不銹鋼緩沖出氣罐,真空泵,玻璃恒溫槽水浴,等壓計連冷凝管,乙
醇(A.R)
二、實驗步驟
圖4:飽和蒸氣壓系統(tǒng)裝置示意圖
1、檢查氣密性。
2、測定:加熱水浴至25℃或30℃(高于室溫5℃即可)。開動真空泵,接通冷凝
水,開啟閥2緩緩抽氣。使試液球與U型等位計之間的空氣呈氣泡狀通過U型
等位計的液體而逐出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄,可關(guān)閉閥2,(此時液體已沸騰)
緩緩打開閥1,漏入空氣,使沸騰緩和。如此沸騰了3~4分鐘試液球中的空氣
排除后,小心調(diào)節(jié)閥1,閥2直至U型等位計中雙臂的液面等高為止,在壓力
計上讀出并記下壓力值。重復(fù)操作一次,壓力計上的讀數(shù)與前一次相差應(yīng)不大
于±67Pa,此時可認為試液球與U型等位計上的空間全部為乙醇的蒸氣所充滿。
3、如法測定30℃、35℃、40℃、45℃、50℃時乙醇的蒸氣壓。
4、實驗結(jié)束后,慢慢打開進氣活塞,使壓力計恢復(fù)零位,關(guān)閉冷凝水,將抽氣活
塞旋至與大氣相通,拔去電源插頭。
三、實驗注意事項
1、在實驗前必須熟悉各部件的操作,注意各活塞的轉(zhuǎn)向,最好用標(biāo)記表明。放入空
氣必須小心,防止過多使空氣倒灌,否則重新抽氣排氣。
2、放入空氣少許過量時作如下處理:(1)若溫度尚未平衡,過一會自動糾正。(2)
8
若溫度已平衡,合適旋動活塞使大瓶和小瓶短時間接通。(3)稍微把溫度升高一點。
3、注意抽氣時先開啟真空泵后打開體系與緩沖瓶間的活塞;停止抽氣時先關(guān)體系并
使大氣與真空泵相通,再關(guān)真空泵。
4、實驗過程中和實驗結(jié)束時,不要使大氣猛烈沖入系統(tǒng),也不要使系統(tǒng)中壓力不平
衡的部分突然接通,否則可能造成局部壓力突變,導(dǎo)致系統(tǒng)破裂
5、清理實驗臺,關(guān)掉冷凝水,拔掉電源插頭
四.?dāng)?shù)據(jù)處理要求
1、由測定的溫度t計算出1/T、由對應(yīng)的一組p值計算出lnp,并列表表示。
2、畫出lnp-1/T直線圖。注意,要讓直線平均穿過所有點。
3、由圖中直線斜率A,計算平均摩爾蒸發(fā)焓。
4、由圖求出水的正常沸點。
五、思考題
1、在試驗過程中,為什么要防止空氣倒灌?
2、怎樣判斷空氣以被趕凈?空氣沒有被趕凈對測定沸點有何影響?
3、能否在加熱情況下檢查是否漏氣?
4、體系的平衡蒸氣壓是由什么決定的?與液體的量和容器的大小是否有關(guān)?
5、等壓管上配置的冷凝管其作用是什么?
6、如何區(qū)分體系與環(huán)境?
7、恒溫槽中的溫度計應(yīng)放在何處為宜?
8、測定液體飽和蒸汽壓的方法有哪些?說明其誤差來源。
六、設(shè)備介紹
(一)DP-AF精密數(shù)字壓力計
1、前面板示意圖:
圖1前面板示意圖
(1)單位鍵:選擇所需要的計量單位。
9
(2)采零鍵:扣除儀表的零壓力值(即零點漂移)。
(3)復(fù)位鍵:程序有誤時重新啟動CPU。
(4)數(shù)據(jù)顯示屏:顯示被測壓力數(shù)據(jù)。
(5)指示燈:顯示不同計量單位的信號燈。
“單位”鍵:當(dāng)接通電源,初始狀態(tài)為Kpa,顯示以Kpa為計量單位的零壓力值;
按一下“單位”鍵,mmHg指示燈亮,LED顯示以mmHg為計量單位的零壓力值。
2、后面板示意圖:
圖2后面板示意圖
(1)電源插座:與市電~220V相接。
(2)電腦串行口:電腦主機后面板的RS232串行口連接。
(3)壓力接口:被測壓力的引入接口。
(4)壓力調(diào)整:被測壓力滿量程調(diào)整。
(5)保險絲:0.2A
3、操作步驟:
(1)該機為一體式儀表(壓力傳感器和二次儀表為一體),用4.5~5mm內(nèi)徑的真空橡
膠管將儀器后面板壓力接口與被測系統(tǒng)連接。
(2)用電源線將市電220V與后面板電源插座(1)相連接。如圖2。將電源開關(guān)置于
“ON”,顯示器顯示初始位置。
(3)預(yù)壓及氣密性檢查:緩慢加壓到滿量程,檢查傳感器及其檢測系統(tǒng)是否有泄漏,
確認無泄漏后,泄壓至零,并反復(fù)預(yù)壓2~3次,方可正式測試。氣密性檢查后,
泄壓至零,在測試前必須按一下“采零”開關(guān),扣除傳感器及儀表的零點漂移(顯
示器為“0000”),保證測試時顯示器顯示值為被測介質(zhì)的實際壓力值。
(4)測試:儀表采零后接通被測量系統(tǒng),此時儀表顯示值即為被測系統(tǒng)的壓力值。
(5)關(guān)機:測試完畢,泄壓后,將“電源開關(guān)”置于“OFF”位置即可。
(二)緩沖儲氣罐
10
圖3緩沖儲氣罐
1、使用方法:
(1)安裝:
用橡膠客或塑料管將氣泵出氣嘴與氣罐接嘴相連接。接口(1)與數(shù)字壓力表連接。
接口(2)用堵頭塞緊。
(2)將進氣閥、閥2打開,閥1關(guān)閉(三閥均為順時針關(guān)閉,逆時針開啟)。啟動氣泵
加壓至100KPa~200Kpa,關(guān)閉進氣閥,停止氣泵工作。觀察數(shù)字壓力計,若顯示
數(shù)字下降值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(小于0.01Kpa/S),說明整體氣密性良好。否則需查找
并清除漏氣原因,直至合格。
(3)微調(diào)部分的氣密性檢查:
關(guān)閉氣泵、進氣閥和閥2,用閥1調(diào)整微調(diào)部分的的壓力,使之低于壓力罐中壓力
的1/2,觀察數(shù)字壓力計,其變化值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(小于±0.01Kpa/4S),說明氣密
性良好,若壓力上升值超過標(biāo)準(zhǔn),說明閥2泄漏;若壓力下降值超過標(biāo)準(zhǔn),說明閥
1泄漏。
2、與被測系統(tǒng)連接進行測試
去掉堵頭,用橡膠管將儲氣罐接口(2)與被測系統(tǒng)連接,接口(1)與數(shù)字壓力計
連接,關(guān)閉閥1,開啟閥2,使微調(diào)部分與罐內(nèi)壓力相等。之后,關(guān)閉閥2開啟閥
1,泄壓至低于氣罐壓力。觀察數(shù)字壓力計,顯示值變化≤0.01Kpa/4S,即為合格。
檢漏完畢,開啟閥1使微調(diào)部分泄壓至零。
11
燃燒熱的測定
一、實驗儀器及藥品:
氧彈量熱計1臺,氧氣鋼瓶(帶減壓閥)1個,數(shù)顯貝克曼溫度計1臺,容量瓶1000
毫升1個,萬用電表1只,搬手,鑷子,剪刀各一把,壓片機1臺,萘或蔗糖(AR),
-1-10
點火絲,(Q=6.694kJ·g),苯甲酸(AR),QV=-26.460kJ·g,溫度計(0-50C)1支。
二、操作步驟:
1、以實驗水的溫度為依據(jù),選擇數(shù)顯貝克曼溫度計的溫度基準(zhǔn)點。
2、樣品稱量:苯甲酸0.6—0.9克,萘0.5—0.8克(或蔗糖1.5g左右),截鐵絲約15cm
兩份并稱重。
3、依據(jù)教材樣品制作,裝樣,充氧,檢查電極通路等,并請老師指導(dǎo)。
4、將氧彈放入水桶,再準(zhǔn)確量取3000ml水于盛水桶內(nèi)。將電極帽套在電極上,將
感溫探頭插入水中。
5、檢查控制箱上的開關(guān)是否放在合適的位置上(注意點火開關(guān)放在桭蕩位置上,
電流為零),然后插上電源。
6、打開電源開關(guān),點火前每分鐘讀一個數(shù),共讀10個數(shù)(精確),然后點火,點火時應(yīng)
迅速均勻的加大電流,點火后30s讀一個數(shù)(精確到小數(shù)點后二位),直至兩次讀差
值小于0.005℃,讀數(shù)間隔恢復(fù)為1min每分鐘讀一次數(shù),讀10次即可結(jié)束。
7、拿出氧彈,打開排氣閥,打開氧彈,稱量殘余鐵絲,作好實驗結(jié)束的善后工作。
三、實驗注意事項:
1、注意壓片的松緊程度,過緊不易燃燒;過松質(zhì)量有損耗,而且充氧氣時可能被沖散。
2、點火絲與電極接觸良好并與樣品盡量接觸,最好用棉紗輕輕裹一下(脫酯棉紗的
燃燒熱Q棉紗為-16720J/g)。但點火絲不能與坩鍋接觸以防止短路現(xiàn)象。
3、充氧前后,必須檢查電極通路是否良好并注意減壓閥的開啟順序。一定要按照要求
操作,注意安全。往氧彈內(nèi)充入氧氣時,一定不能超過指定的壓力,以免發(fā)生危險。
4、應(yīng)先放氧彈入桶,后倒入水。
5、測定儀器熱容與測定樣品的條件應(yīng)該一致
6、點火成功后應(yīng)將電流減小為零,并將點火開關(guān)放在桭蕩位置上。
7、若點火后一兩分鐘內(nèi)體系溫度不變(或變化很小),即點火失敗,應(yīng)立即取出氧彈檢查,
裝第二個準(zhǔn)備好的氧彈,重新開始。
8、實驗結(jié)束后將壓片機,氧彈,盛水桶檫干凈。萬用表等歸還老師。
9、作圖:縱軸以10cm代表10C,橫軸適當(dāng),可將兩條曲線適當(dāng)錯開畫在一張圖上。
12
10、△H=△U+△nRT,注意△U取負值,H2O是液體,T為室溫(萘的燃燒熱文獻
θ-1
值△Hm=-5154kJ·mol,實驗相對誤差在5%以下為合格)。
四、思考題:
1、說明恒容熱效應(yīng)QV和恒壓熱效應(yīng)QP的差別和相互關(guān)系。
2、在使用氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥時,應(yīng)注意哪些規(guī)則?
3、在本實驗裝置中哪些是體系?哪些是環(huán)境?體系和環(huán)境通過哪些途徑進行熱交
換?這些熱交換對結(jié)果影響怎樣?如何進行校正?
4、加入不銹鋼內(nèi)桶中的水溫為什么要比空氣的外圍水桶的水溫低1.0~1.4℃?
5、W卡的物理意義是什么?
6、m/nQV=W卡△T-Q點火絲×m點火絲中各項如何測定?
7、在本實驗中有哪些因素會影響測量結(jié)果?
五、數(shù)據(jù)記錄參考表格:
苯甲酸的質(zhì)量:已然燒點火絲的質(zhì)量:脫酯棉紗的質(zhì)量:
點火前
讀數(shù)/1分
點火中
讀數(shù)/0.5分
點火后
讀數(shù)/1分
萘(或蔗糖)的質(zhì)量:已然燒點火絲的質(zhì)量:脫酯棉紗的質(zhì)量:
點火前
讀數(shù)/1分
點火中
讀數(shù)/0.5分
點火后
讀數(shù)/1分
六、儀器使用規(guī)程:
1、檢查儀器線路連接的是否正確。
2、檢查氧彈及水桶是否潔凈。
3、檢查控制箱的開關(guān)是否在合適的位置上,電流旋扭是否在零位,特別是點火開關(guān)一
定要首先搬在桭蕩的位置上。
4、檢查貝克曼溫度計在體系中,溫度是否在0.8~1.50C之間,不在此范圍應(yīng)進行調(diào)節(jié)。
13
5、在檢查無誤的情況下,打開總電源開關(guān),開始測量。點火前的溫度變化一分鐘測量一
次,共十次,然后開始點火。
6、點火時,將點火開關(guān)搬向點火位置,同時均勻迅速加大電流并同時計時,30秒鐘讀一
次數(shù),一直讀到溫度升到最高點并且溫度變化不大時,改為一分鐘讀數(shù),讀十次后實
驗結(jié)束。
恒溫式微機熱量計使用規(guī)程一
一、開電源開關(guān),顯示相對溫度。注(1)
二、稱樣,氧彈支架上接點火絲;充氧。
三、根據(jù)外筒水溫調(diào)內(nèi)筒水溫,稱水重量,裝內(nèi)筒到筒套內(nèi),裝氧彈到內(nèi)筒內(nèi),插上點火電極,
蓋筒蓋,插入探頭,開攪拌開關(guān),此時攪拌電機轉(zhuǎn),攪拌指示燈亮。注(2)
四、鍵盤操作:
1、標(biāo)定熱容量時:
(1)、輸入苯甲酸熱值。按鍵順序例:C1F26470C
(2)、輸入苯甲酸重量。按鍵順序例C2F1.0023C
(3)、開始測量。例溫度設(shè)置對應(yīng)16數(shù)字的鍵按下時,按順序鍵為:C16A,注:做第
二個及以后的樣品時,只要操作(2),然后按A鍵就行了。小數(shù)點按D鍵。
2、熱值測定時:
(1)、輸入熱容量:按鍵順序例:C5F14230C
(2)、輸入試樣重量:按鍵順序例:C4F0.9988C
(3)、開始測量:同上(3),例:C16A
注:做第二個及以后的樣品時,只要操作(b),然后按A鍵就行了。測量完成后,
結(jié)果已自動打印在紙上,一般蜂鳴器會響,按C鍵即停止響聲。
五、關(guān)攪拌機開關(guān),拔出探頭,插到外筒孔中;開筒蓋,拔下點火線,取出氧彈放氣處理,準(zhǔn)備
下一次裝樣測量。
注(1):開電源后,顯示如果全零(或負號加零),溫度設(shè)置擋應(yīng)按左邊對應(yīng)數(shù)字大一些
的鍵(或按右邊對應(yīng)數(shù)字小一些的鍵),使溫度顯示在1.5——5之間為好。
注(2):點火冒插到氧彈上后,點火指示燈亮,否則是接觸不好或火絲沒接通,應(yīng)排
除。當(dāng)測量過程中自動點火時,電流表應(yīng)有大的擺動,指示點火電流。點火
失敗時測量會自動中斷,蜂鳴器響。
14
恒溫式微機熱量計使用規(guī)程二
1、開電源開關(guān),顯示相對溫度。注(1)
2、稱樣,氧彈支架上接點火絲;沖氧。
3、根據(jù)外筒水溫調(diào)內(nèi)筒水溫,稱水重量,裝內(nèi)筒到筒套內(nèi),裝氧彈到內(nèi)筒內(nèi),插上點火
電極,蓋筒蓋,插入探頭,開攪拌開關(guān),此時攪拌電機轉(zhuǎn),攪拌指示燈亮。注(2)
4、打開計算機主機電源開關(guān)及顯示屏開關(guān),用鼠標(biāo)點擊HWR工程1,然后繼續(xù)用標(biāo)
鼠點擊輸入鍵,用鼠標(biāo)點擊輸入重量鍵并輸入苯甲酸重量,繼續(xù)用鼠標(biāo)點擊退出
鍵,然后用鼠標(biāo)點擊開始鍵測熱容值。
5、用鼠標(biāo)點擊開始鍵后,在屏幕上會顯示實驗初段升溫變化情況十次及數(shù)據(jù),然后
自動點火,并顯示升溫曲線及數(shù)據(jù);實驗結(jié)束后蜂鳴器會響并自動計算熱容值。
6、用鼠標(biāo)點擊數(shù)據(jù)查詢鍵,點擊曲線顯示打印鍵,點擊曲線數(shù)據(jù)顯示鍵,點
擊顯示打印鍵,打印機會將曲線及數(shù)據(jù)自動打印,然后點退出鍵退出。
7、關(guān)攪拌機開關(guān),拔出探頭,插到外筒孔中;開筒蓋,拔下點火線,取出氧彈放氣處理,
準(zhǔn)備下一次裝樣測量。
8、測試樣熱值時,同理按以上操作,只是在點擊輸入鍵后,先點擊修改熱容量鍵,輸
入熱容值,再輸入試樣重量,然后點擊退出鍵,再點擊開始鍵,測試樣熱值。
注(1):開電源后,顯示如果全零(或負號加零),溫度設(shè)置擋應(yīng)按左邊對應(yīng)數(shù)字大
一些的鍵(或按右邊對應(yīng)數(shù)字小一些的鍵),使溫度顯示在1.5—5之間為好。
注(2):點火冒插到氧彈上后,點火指示燈亮,否則是接觸不好或火絲沒接通,
應(yīng)排除。當(dāng)測量過程中自動點火時,電流表應(yīng)有大的擺動,指示點火電流。點火
失敗時測量會自動中斷,蜂鳴器響。
15
雙液系氣—液平衡相圖
一、實驗儀器及藥品
沸點儀1套,阿貝折射儀1臺,超級恒溫槽1套,調(diào)壓變壓器1臺,移液管(25、10、
1ml)各1支,吸液管4支,溫度計(50~100℃)1支,乙醇(A.R),環(huán)己烷(A.R)
二、實驗步驟
1、超級恒溫槽水浴定在25℃,室溫高于25℃時定在30℃。
2、工作曲線:測量純乙醇和環(huán)己烷的折射率(n),以n為縱坐標(biāo),以環(huán)己烷的摩爾分
數(shù)為橫坐標(biāo),連一直線即可,圖紙12×15cm為宜。
3、連接好沸點儀裝置,溫度傳感器不要與加熱絲相碰。
4、按講義的方法測定溶液沸點及氣、液組成。量取藥品從側(cè)管加入,并使溫度傳感器
浸入溶液內(nèi)。打開電源開關(guān),調(diào)節(jié)“加熱電源調(diào)節(jié)”旋鈕,使液體加熱至緩慢沸騰。由
于最初在冷凝管下端小槽內(nèi)的液體不能代表平衡時氣相的組成,為加速達到平衡故須
打開閥門,放掉該液體,重復(fù)三次(注:加熱時間不能太長,以免物質(zhì)揮發(fā))待溫度
穩(wěn)定后,記下沸點。
5、沸騰程度以冷凝管中回流界面在下端進水口以上1-2cm為宜。
三、實驗注意事項
1、加熱絲一定要被待測液體浸沒。
2、加熱功率不能太大(不超過20V),加熱絲上有小氣泡即可。
3、溫度傳感器不要直接碰到加熱絲。
4、停止加熱后要適當(dāng)冷卻(約30℃)再取樣,測折射率動作要快,防止揮發(fā)。
5、折射儀用后打開自然揮發(fā)或用擦鏡紙吸干下片,扇風(fēng)揮發(fā)(不可擦)上片。棱鏡不
能觸及硬物(如滴管)。
6、吸液管要保持清潔干燥,不能帶入殘液。
四、數(shù)據(jù)記錄及處理要求
本實驗是以恒沸點為界,把相圖分成左右兩半,分兩次來繪制相圖的。
1、將實驗中測得的折射率-組成數(shù)據(jù)列表,并繪制工作曲線。
2、將實驗中測得的沸點-折射率數(shù)據(jù)以及從工作曲線上查得相應(yīng)的組成(沸點與組成的
關(guān)系),列表。
3、繪制沸點-組成圖,并標(biāo)明最低恒沸點和組成。
16
五、思考題
1、按講義步驟逐一測定各溶液的沸點時,沸點儀需洗凈干躁嗎?為什么?
2、影響實驗精度的因素之一是回流的好壞,如何使回流進行好?它的標(biāo)志是什么?
3、過熱現(xiàn)象對實驗產(chǎn)生什么影響?如何在實驗中盡可能避免?
4、平衡時,氣液兩相溫度應(yīng)不應(yīng)該一樣?實際是否一樣?怎樣防止溫度的差異?
5、蒸餾時,因儀器保溫條件欠佳,在蒸氣達到小球1前,沸點較高的組分會發(fā)生部分
冷凝,這將使T―x圖發(fā)生怎樣的變化?
6、正確使用阿貝折射儀要注意什么?為什么要恒溫?可否用電吹風(fēng)吹干棱鏡?
7、估計那些因素是本實驗主要的誤差原因?
六、儀器使用規(guī)程
阿貝折射儀的使用:
1、將折射儀與超級恒溫器相連接,并調(diào)節(jié)好水溫進行恒溫并通入恒溫水。
2、當(dāng)溫度恒定時,打開棱鏡,滴一兩滴丙酮在鏡面上,合上兩棱鏡,使鏡面全部被丙酮潤濕
再打開,用鏡頭紙吸干,然后用重蒸餾水或已知折射率的試劑滴在標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊上來校正
標(biāo)尺刻度。
3、測定時拉開棱鏡把待測液體滴在洗凈擦干了的棱鏡上,合上棱鏡進行觀察。如樣品很
容易揮發(fā),可把樣品由棱鏡間小槽滴入。
4、旋轉(zhuǎn)棱鏡,使目鏡中能看到半明半暗現(xiàn)象。因光源為白光,故在界線處呈現(xiàn)彩色,旋
轉(zhuǎn)補償稜鏡使彩色消失,明暗清晰,然而再轉(zhuǎn)動棱鏡,使明暗界線正好與目鏡中的十
字線交點重合,從標(biāo)尺上直接讀取折射率,讀數(shù)可至小數(shù)點后第四位。
WYA阿貝折射儀的使用:
1、準(zhǔn)備工作:每次測定工作之前必須將進光棱鏡的毛面,折射棱鏡的拋光面,用無水
乙醇與乙醚(1:1)的混合液和脫脂棉花或鏡頭紙輕檫干凈,以免留有其它物質(zhì),影響
測量準(zhǔn)確度。
2、測定液體:將被測液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面,并將進光棱鏡蓋上,用手輪
鎖緊,要求液層均勻,充滿視場,無氣泡。打開遮光板,合上反射鏡,調(diào)節(jié)目鏡視度,
使十字線成象清晰,此時旋轉(zhuǎn)折射率刻度調(diào)節(jié)手輪在目鏡視場中找到明暗分界線的位
置,使分界線位于十字線的中心,再旋轉(zhuǎn)色散調(diào)節(jié)手輪使分界線不帶任何色彩,適當(dāng)轉(zhuǎn)
動聚光鏡,此時目鏡視場下方顯示的示值即為被測液體的折射率。
501型超級恒溫槽的使用:
1、用恒溫水膠管將電動循環(huán)泵進出水嘴與待測體系相連,若不需要外接,可將泵的進
出水嘴用短膠皮管接起來。注入蒸留水,水面要加到離蓋板30㎜。
2、旋松接觸溫度計上部調(diào)節(jié)帽螺絲,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽,使指示鐵上端調(diào)到低于恒溫溫度2℃。
3、接通總電源,開啟“加熱”和“攪拌”開關(guān),這時開始加熱,攪拌器和循環(huán)泵開始工作,
17
待接近所調(diào)溫度時,再仔調(diào)節(jié)接觸溫度計,使恒槽溫逐漸升至所需溫度。對于靈敏度較
高的恒溫槽,達到所需溫度后指示燈變換頻繁。
二組分固-液平衡相圖
一、儀器和試劑:
WCY-SJ程序升降溫控制儀1臺,KWL-08可控升降溫電爐1臺,硬質(zhì)試管4支,
鉛(C·P),錫(C·P),石墨粉。
二、操作步驟:
1、打開WCY-SJ程序升降溫控制儀電源開關(guān),此時數(shù)碼管和“置數(shù)”指示燈亮,“實時
溫度”顯示實時溫度值。
2、設(shè)定報警時間:按“定時(S)”下Δ▽鍵直至所需值(30S或60S)。然后按“工作
/置數(shù)”鍵,使“工作”指示燈亮。
3、用巳知熔點或沸點的純物質(zhì)(錫、鉛)校正測溫儀傳感器。
4、將測溫儀傳感器置于樣品管中,將樣品管置于爐堂內(nèi)。
5、將KWL-08可控升降溫電爐中控制開關(guān)置于“內(nèi)控”位置,再打開電源開關(guān)。
6、調(diào)節(jié)“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕,選擇適當(dāng)?shù)募訜崃侩妷海訜犭妷弘S體系的溫度升高而降
低,一般來說:體系的溫度由室溫升至熔點,則加熱電壓由200V降至50V),控制
升溫速率約為10℃/分,待體系溫度比熔點高出50℃時,保溫5分鐘。
7、調(diào)節(jié)“加熱量電壓”至0,讓其自然冷卻,記錄溫度~時間值,直到步冷曲線水平部
分(三相共存溫度)以下20℃為止。
8、開啟“冷風(fēng)量調(diào)節(jié)”旋鈕,調(diào)節(jié)“冷風(fēng)量電壓”使體系快速降溫至約100℃,拿出樣品管。
9、按上述步驟測定其它樣品的步冷曲線。
三、實驗注意事項:
1、內(nèi)—外控轉(zhuǎn)換開關(guān)不允許帶電操作,轉(zhuǎn)換時應(yīng)切斷電爐和控溫儀電源,以免燒壞儀
器。
2、體系升溫時,避免溫度過高而使樣品發(fā)生氧化變質(zhì),否則體系的組成發(fā)生變化。
3、不能在一個步冷曲線的測試中不斷改變冷卻速度(即環(huán)境的溫度),否則達不到均
勻冷卻而直接影響實驗結(jié)果。
4、降溫速度不能太快,一般控制在5~7℃/分。
5、二組分體系在記錄溫度~時間值時,必須記到160℃為止,否則須重新測定。
6、實驗結(jié)束時應(yīng)將“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕和“冷風(fēng)量調(diào)節(jié)”旋鈕按逆時針旋到底位,然后切
斷電爐和控溫儀電源。
18
四、思考題:
1、步冷曲線各段的斜率以及水平段的長短與哪些因素有關(guān)?
2、為什么要控制冷卻速度,不能使其迅速冷卻?
3、如何防止樣品發(fā)生氧化變質(zhì)?
4、用相律分析在各條步冷曲線上出現(xiàn)平臺的原因。
5、樣品融熔后為什么要保溫一段時間再冷卻?
6、分析本實驗的誤差來源。
五、儀器使用規(guī)程
KWL-08可控升降溫電爐使用方法(采用“內(nèi)控”系統(tǒng)控溫):
(1)、將控制開關(guān)置于“內(nèi)控”位置,將測溫儀傳感器置于樣品管中。
(2)、打開電源,調(diào)節(jié)“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕使電爐按自己所需要的速度進行升溫;
(3)、當(dāng)接近所需溫度時,關(guān)閉“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕(逆時針旋至底位,此時加熱電壓指示
“0”),待達到秘需溫度并較穩(wěn)定時,選擇適當(dāng)?shù)摹凹訜崃空{(diào)節(jié)”位置,以保爐溫基本穩(wěn)定;
(4)、當(dāng)需要降溫時,首先將“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋至底位,此時加熱電壓指示“0”,
觀察降溫速度,若降溫速度太慢,可增加冷風(fēng)量電壓;若降溫速度太快,可適當(dāng)增加“加
熱量電壓”,以達到所需降溫速度。
六、文獻值
Pb—Sn體系中020406080100
Sn的含量(%)
熔點℃327276240190200232
最低共熔點℃181(含錫量63%)
19
電導(dǎo)法測定乙酸的離解常數(shù)
一、實驗?zāi)康?/p>
1.學(xué)會用電導(dǎo)法測定一元弱酸的解離常數(shù);
2.熟悉電導(dǎo)池、電導(dǎo)池常數(shù)、溶液電導(dǎo)(或電導(dǎo)率)等相關(guān)基本概念;
3.掌握電橋法測量溶液電導(dǎo)的實驗方法和技術(shù)。
二、實驗原理
根據(jù)Arrhenius(阿累尼烏斯)的電離理論,弱電解質(zhì)與強電解質(zhì)不同,它在溶
液中僅部分解離,離子和未解離的分子之間存在著動態(tài)平衡。如乙酸水溶液中,
設(shè)c為乙酸的原始濃度,αc為解離度,其解離平衡為:
HAc=H++Ac-
電離剛開始時:c00
電離平衡時:c(1-αc)cαccαc
設(shè)其解離常數(shù)為K,則К=cαc2/(1-αc)(1)
由電化學(xué)理論可知,濃度為c的弱電解質(zhì)稀溶液的解離度αc應(yīng)等于該濃度下的摩爾電
導(dǎo)率λm和溶液在無限稀時的摩爾電導(dǎo)率К之比,
m
即c(2)
20
c2
將(2)代入(1)式得:Km(3)
m
在上式中,c為已知,λm通過本實驗求得,λ∞盡管隨溫度的變化而變化,但仍
然可以應(yīng)用離子獨立運動定律計算得到。
(4)
,HAc,H,Ac
-22-1
在298.15K時λ∞(HAc)=3.907×10S·m·mol。
+
任意溫度下,λ∞,t(H)=λ∞m,25°C(H+)[1+0.014(t-25)]
=349.82×10-4×[1+0.014(t-25)]S·m2·mol-1
-
λ∞,t(Ac)=λ∞m,25°C(Ac-)[1+0.02(t-25)]
=40.9×10-4×[1+0.02(t-25)]S·m2·mol-1
如何求得指定溫度和濃度下的摩爾電導(dǎo)率λm呢?我們通過測盛有稀溶液的電導(dǎo)
池里的電導(dǎo)G或電導(dǎo)率κ的方法來解決。
1A
G()
Rl
-12-1
當(dāng)濃度c的單位用mol·L表示而摩爾電導(dǎo)率λm的單位用S·m·mol表示時,
λm=0.001κ/c(5)
式中電導(dǎo)率κ的單位是S·m-1,l為測量的電導(dǎo)電極兩極片間的間距,A為電極片的截
面積,對于一個固定的電導(dǎo)池,l和A都是定值,故比值l/A為一常數(shù),稱為電池常數(shù)
Kcell。所以有κ=Kcell/R(6)
根據(jù)以上關(guān)系,只要我們在指定溫度下測得不同濃度下的電導(dǎo)率κ(用電導(dǎo)率儀)或溶
液的電阻(用1000Hz交流電下的惠斯通電橋測),就可以計算出摩爾電導(dǎo)率λm,再
根據(jù)式(3),即可計算出解離常數(shù)K來。本實驗我們采用測溶液電阻的方法,先用已
知電導(dǎo)率的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液測出那個條件下的特征電阻值RS,算出Kcell;然后使用同一
電導(dǎo)池測定待測乙酸溶液的電阻Rx,最后就可以得到解離常數(shù)K
21
圖6-2惠茨通電橋示意圖
溶液的電導(dǎo)通常利用惠斯通電橋來測定,線路如圖,其中S為音頻訊號發(fā)生器,
R1,R2,R3是三個可變電阻箱,RX為待測溶液的電阻值,H為示零裝置,C1是與電
阻R1并聯(lián)的一個可變電容,用以平衡電導(dǎo)電極的電容。
測定時調(diào)節(jié)R1,R2,R3和C1,使H無電流通過,此時表明B、D兩點電位相等,
RR13
電橋達到了平衡(示波器上的正弦波就變成一條直線),即有:Rx=,Rx的
R2
倒數(shù)即為該溶液的電導(dǎo)。
三、儀器和試劑
儀器:低頻信號發(fā)生器1臺,電阻箱3個,示波器1臺,恒溫水浴1套,鉑黑電導(dǎo)電極
1支,帶支管試管(或錐形瓶)4支,25ml移液管1支,容量瓶2只(50ml,100ml各
1只),小燒杯,洗瓶,導(dǎo)線若干。
試劑:0.01000mol/LKCl溶液,0.1mol/L左右的HAc溶液(準(zhǔn)確濃度C標(biāo)于瓶簽)。
四、實驗步驟
1.調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度為25.00±0.05℃或30.00±0.05℃
2.C/2和C/4濃度HAc溶液的配制:用移液管各移取25.00ml真實濃度為C的HAc溶
液,分別注入50ml和100ml容量瓶中,然后分別加蒸餾水至刻度并搖勻即成,其真實
濃度分別為原溶液濃度的1/2和1/4。
3.按圖用導(dǎo)線連接電橋線路,接好后需經(jīng)教師檢查。檢查并調(diào)節(jié)示波器及低頻信號發(fā)
生器(輸出頻率為1000Hz)的各有關(guān)旋鈕,然后接通各自電源,觀察示波器屏幕,如
果出現(xiàn)穩(wěn)定的正弦波圖形,說明接線正確,可以進行下一步測定工作。
4.電池常數(shù)的測定:
22
(1)將電導(dǎo)電極和試管用蒸餾水洗凈,然后用少量0.01000mol/L的KCl溶液涮洗3次;
在試管中加入1/4~1/3容積的KCl溶液,并插入電導(dǎo)電極,將試管置于恒溫水浴中恒
溫5分鐘以上。注意:
a.操作時切勿觸碰電極頭鍍鉑黑處,以免損傷鉑黑鍍層而導(dǎo)致電池常數(shù)改變。
b.測量時若觀察到電極表面附有小氣泡,應(yīng)輕輕敲擊振動試管,將其排除,以免引起
測量誤差。
(2)調(diào)節(jié)各電阻箱的阻值,使得屏幕上正弦曲線的波幅減小為0,即形成一條直線,
這時可認為電橋達到平衡狀態(tài),將電阻箱各檔位的讀數(shù)相加,即為電阻箱阻值。
(3)重復(fù)步驟(1)、(2)兩次,即一共測定3次,計算時取其平均值。
5.HAc溶液電導(dǎo)的測定:按上述(1)~(3)的方法,依次測定濃度為C,C/2及C/4的HAc
溶液的電阻值。
6.實驗完畢,關(guān)閉所有儀器電源,清洗玻璃儀器及電導(dǎo)電極,并將電導(dǎo)電極呈給老師
檢查后置于蒸餾水塑料瓶中浸泡保養(yǎng)。
五、實驗注意事項
1、錐形瓶要潔凈;2、示波器要正確調(diào)節(jié);3、接線不能有斷路情況;
4、注意保護鉑黑電極,鉑黑不能擦。
六、數(shù)據(jù)處理
有關(guān)已知數(shù)據(jù):25℃下0.01000mol/LKCl溶液電導(dǎo)率К=0.1413S·m-1無限稀的
-22-1
HAc水溶液的摩爾電導(dǎo)率(25℃)λ∞,m=3.907×10S·m·mol
將實驗數(shù)據(jù)列表,然后按實驗原理部分所述,分別計算電池常數(shù)Kcell和各濃度
HAc溶液的解離常數(shù)K。
七、思考題:
1、電導(dǎo)池常數(shù)是否可用卡尺來測量?若實際過程中電導(dǎo)池常數(shù)發(fā)生改變,它對平衡常
數(shù)有何影
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