物理化学实验部分实验思考题及参考答案

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物理化学实验所有课后习题和思考题答案

物理化学实验所有课后习题和思考题答案

物理化学实验所有课后习题和思考题答案Revised final draft November 26, 2020实验一燃烧热的测定1. 在本实验中,哪些是系统哪些是环境系统和环境间有无热交换这些热交换对实验结果有何影响如何校正提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2. 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些本实验成功的关键因素是什么提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。

本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。

5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验二凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高说明原因。

答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。

若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。

根据公式和可知由于溶液凝固点偏低,T f偏大,由此所得萘的相对分子质量偏低。

2. 寒剂温度过高或过低有什么不好?答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。

3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案
8.氧弹充气后,用万用表检查两电极,导电不良应如何处理?
答:把氧弹里面氧气放掉,打开氧弹盖,检查点火丝是否与电极接好,重新装点火丝。
9.在燃烧热的测定实验中,哪些因素容易造成误差?提高本实验的准确度应该从哪些方面考虑?
答:在燃烧热的测定实验中以下因素容易造成误差:(1)样品压片过程中混入污染物、称重后脱落、造成称重误差;(2)如果样品燃烧后残留了不易观测到的试样残留物、而又把它当作没有残留完全充分燃烧处理数据,势必造成较大误差;(3)搅拌器功率较大,搅拌器不断引进的能量形成误差;(4)热量计的绝热性能应该良好,如果存在有热漏,漏入的热量造成误差;(5)数据处理中用直接测量的温差当成真实温差进行计算;
答:氧弹热量计中氧弹、水桶、温度计、搅拌器、桶中的水属于体系,除了体系外的其他的部分都是环境。
只要体系和环境间有温差就会有热损耗,当环境温度高于体系温度时,环境就会向热量计辐射热量而使其温度升高;当体系温度高于环境温度时,热量计就会向环境辐射而使热量计的温度降低,从而使燃烧前后温度的变化不能直接准确测量,即直接测量的温差不是测真实温差。
2.恒温水浴控制的温度是否是某一固定不变的温度?
答:不是,恒温水浴的温度是在一定范围内保持恒定。因为水浴的恒温状态是通过一系列部件的作用,相互配合而获得的,因此不可避免的存在着不少滞后现象,如温度传递、感温元件、温度控制器、加热器等的滞后。所以恒温水浴控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某一固定不变的温度,并且恒温水浴内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。
4.什么是恒温槽的灵敏度?如何测定?
答:TS为设定温度,T1为波动最低温度,T2为波动最高温度,则该恒温水浴灵敏度为:
测定恒温水浴灵敏度的方法是在设定温度下,用精密温差测量仪测定温度随时间的变化,绘制温度-时间曲线(即灵敏度曲线)分析其性能。

物理化学实验思考题及答案

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物化实验思考题实验一液体饱和蒸气压的测定1.试分析引起本实验误差的因素有哪些?答:①判断液面是否相平的标准;②液面相平时压力和温度的读数会有误差。

2.为什么AB弯管中的空气要排干净?怎样操作?答:AB弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。

测定时,必须将其中的空气排除后,才能保证B 管液面上的压力为液体的蒸气压,检漏之后要关闭阀1,防止外界空气进入缓冲气体罐内。

3.试说明压力计中所读数值是否为纯液体的饱和蒸气压?答:不是,纯液体的饱和蒸气压等于外界大气压加上所测得的压差值。

4.为什么减压完成后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵?答:真空泵在关闭之前,因系统内压力低,先通大气,以防油泵中的油倒流使真空泵损坏。

实验二氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定1.该实验的实验目的是什么呢?答:①掌握低真空操作技术;②掌握静态法测定平衡压力的原理和方法;③计算氨基甲酸铵分解反应的标准平衡常数及其有关的热力学函数。

2.氨基甲酸铵分解反应平衡常数与哪些因素有关呢?答:温度。

3.该实验需要获得哪些实验数据呢?答:不同温度下的分解压。

4.该实验是如何测定氨基甲酸铵分解反应平衡常数的?答:测定出不同温度下的分解压之后,利用公式求出平衡常数。

5.该实验成功的关键是什么呢?为了获得准确的实验结果,实验中应该注意什么呢?答:打开放空阀时一定要缓慢进行,小心操作。

若放空气速度太快或放气量太多,易使空气倒流,即空气将进入到氨基甲酸铵分解的反应瓶中,此时实验需重做。

6.实验中温度是如何测定的?答:使用恒温槽调节温度。

7.压力计的读数是否是体系的压力?是否代表分解压?答:不是,不是。

8.缓冲储气罐有何作用?答:缓冲,防止管内液体倒流,使供气更加稳定,减少空压机的频繁启动。

9.使用真空泵应注意什么?为什么减压完成后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵?答:启动真空泵前要仔细检查各连接处及焊口处是否完好,泵的排气口胶塞是否打开。

物理化学实验部分实验思考题及参考答案

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实验八十三 最大泡压法测定溶液的表面张力1、简述最大泡压法测定溶液的表面张力的实验原理。

答:实验装置如图83-4所示。

将被测液体装于测定管中,打开滴液瓶活塞缓缓放水抽气,系统不断减压,毛细管出口将出现一小气泡,且不断增大。

若毛细管足够细,管下端气泡将呈球缺形,液面可视为球面的一部分。

随着小气泡的变大,气泡的曲率半径将变小。

当气泡的半径等于毛细管的半径时,气泡的曲率半径最小,液面对气体的附加压力达到最大,如图5所示。

在气泡的半径等于毛细管半径时:p 内=p 外气泡内的压力: p 内=p 大气-2γ/r气泡外的压力: p 外=p 系统+ρgh实验控制让毛细管端口与液面相切,即使h=0,p 外= p 系统根据附加压力的定义及拉普拉斯方程,半径为r 的凹面对小气泡的附加压力为△p max = p 大气- p 系统= p 最大=2γ/r (6)于是求得所测液体的表面张力为max 'max 2p K p r ∆=∆=γ (7)此后进一步抽气,气泡若再增大,气泡半径也将增大,此时气泡表面承受的压力差必然减小,而测定管中的压力差却在进一步加大,所以导致气泡破裂从液体内部逸出。

最大压力差可用数字式压力差仪直接读出,K ′称为毛细管常数,可用已知表面张力的物质来确定。

2、简述测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和正丁醇分子横截面积的实验原理。

答:根据能量最低原则,当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质表面层中的浓度比溶液内部大;反之,溶质使溶剂的表面张力升高时,溶质表面层中的浓度比内部的浓度低。

这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。

表面吸附的多少常用表面吸附量Γ表示,其定义为:单位面积表面层所含溶质的物质的量比与同量溶剂在本体溶液中所含溶质的物质的量的超出值。

显然,在指定的温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度有关,从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯(Gibbs )吸附等温方程:T⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γdc d RT cγ 用吉布斯吸附等温式计算某溶质的吸附量时,可由实验测定一组恒温下不同浓度c 时的表面张力,以γ对c 作图,可得到γ-c 曲线,将曲线上某指定浓度下的斜率d γ/d c 代人(2)式,即可求得该浓度下溶质在溶液表面的吸附量Γ。

物理化学思考题及答案

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化学系物化实验思考题及答案实验一液体饱和蒸汽压的测定一.液体饱和蒸气压的测定1. 测定液测量体饱和蒸气压的方法有哪些?本系物理化学实验室采用的是什么方法?答:(1)静态法:在某一温度下直接饱和蒸汽压。

(2)动态法:在不同外界压力下测定沸点。

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

本实验采用静态法测定乙醇的饱和压。

2.等压计U型管中的液体起什么作用?冷凝器起什么作用?为什么可用液体本身作U型管封闭液?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)封闭液作用是封闭和作等压计用,可用液体本身作封闭液。

若用其它液体作封闭液,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弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。

测定时,必须将其中的空气排除后,才能保证B管液面上的压力为液体的蒸气压。

4.如果升温过程中液体急剧气化,该如何处理?答:缓慢放入空气,使系统压力慢慢升高,以保持等压计两液面平齐,以免使等压计内的乙醇急剧沸腾,使液封量减少。

实验二燃烧热的测定1.在本实验中,哪些是系统?哪些是环境?系统和环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?答:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2. 固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?答;压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

物理化学实验思考题及参考答案

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基础化学实验Ⅳ(物理化学实验)·*>2011年11制作。

思考题及参考答案}目录第一部分:思考题 (4)实验七十恒温水浴组装及性能测试 (4)实验七十一燃烧热的测定 (4)实验七十二差热分析 (5)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (5)#实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 (6)实验七十五双液系的气-液平衡相图 (7)实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 (8)实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定 (9)实验七十八溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数 (9)实验七十九原电池电动势的测定及其应用 (10)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 (11)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 (11)?实验八十二电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 (12)实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力 (13)实验八十四固体在溶液中的吸附 (14)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (15)实验八十六Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定 (16)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 (16)第二部分:参考答案 (18)实验七十恒温水浴组装及性能测试 (18)&实验七十一燃烧热的测定 (19)实验七十二差热分析 (26)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (29)实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 (33)实验七十五双液系的气-液平衡相图 (36)实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 (39)实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定 (43)实验七十八溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数 (47)]实验七十九原电池电动势的测定及其应用 (50)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 (54)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 (56)实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力 (63)实验八十四固体在溶液中的吸附 (70)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (73)实验八十六Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定 (79)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 (84)—第一部分:思考题实验七十恒温水浴组装及性能测试1. 简要回答恒温水浴恒温原理是什么主要由哪些部件组成它们的作用各是什么2. 简述恒温槽的构造及工作原理。

物化实验思考题参考答案及数据记录格式

物化实验思考题参考答案及数据记录格式

物化实验思考题参考答案及数据记录格式物理化学试验部分⼀、饱和蒸⽓压1.断开机械泵的电源之前,⼀定要使安全瓶的活塞通_____后,⽅可断电源, 否则停机后机械泵内的油会倒吸⼊安全瓶中。

答:⼤⽓2. 实验室最常⽤的是福廷式⽓压计,其刻度是以温度等于273 K,纬度45℃海平⾯的⾼度为标准的,所以⽓压计上直接读出的数值必须经过,,和等的校正后⽅才正确,在精密的⼯作中,必须进⾏上述校正⼯作。

答:仪器误差, 温度, 海拔⾼度, 纬度3.液体饱和蒸⽓压与温度的关系可⽤Clausius-Clapeyron⽅程表⽰,该⽅程在什么条件下才能应⽤?答:该⽅程的应⽤条件有三:①有⼀相是⽓相的纯物质的两相平衡封闭系统。

②液固相体积忽略不计③⽓体看成理想⽓体。

4.测定液体饱和蒸⽓压的⽅法常⽤的有,,;等压管上配置冷凝器其作⽤是。

答:饱和⽓流法;动态法;静态法;冷凝⽔蒸⽓⼆、双液系⽓液平衡相图1. 在双液系⽓液平衡相图实验中,⽤来测量⽓液两相平衡温度的温度计位置应在( C )A. ⽓相中B. 液相中C. ⼀半浸在液⾯下,⼀半露在蒸⽓中D. 任意位置2.测量双液系沸点时,什么时候读数最好?(B)A. 液体刚沸腾时B. 温度计的读数稳定时C. 长时间沸腾后D. 收集室⼩球D中有液体产⽣时3.双液系的沸点不仅与外压有关,还与双液系的有关。

答:组成4.液体的沸点是指液体的蒸⽓压与相等时的温度。

答:外压5.在测定⼆组分完全互溶体系的沸点-组成图的实验中,测定平衡时⽓、液两相的组成常⽤的仪器是,直接测定的物理量是。

答:阿贝折光仪;折射率三、凝固点降低测量分⼦摩尔质量1.下列因素与稀溶液凝固点降低值⽆关的是( D )A. 溶剂的种类B. 溶剂的数⽬C. 溶质的种类D. 溶质的数⽬2.指定了溶剂的种类与数⽬,稀溶液的凝固点降低值只取决于,⽽与溶质的种类⽆关。

答:溶质分⼦的数⽬3.含⾮挥发性性溶质的双组分稀溶液的凝固点纯溶剂的凝固点。

(填⾼于,等于,低于)答:低于4.在凝固点降低法测量摩尔质量的实验中,根据什么样的原则考虑加⼊溶质的量?太多太少影响如何?答:应保证溶液为稀溶液。

物理化学实验思考题答案(精心整理)

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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11.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]0/100α∞=〔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。

物理化学实验思考题及参考答案

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实验七十九 原电池电动势的测定及其应用1. 简述对消法测原电池电动势的测量原理。

答:电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种平衡式电压测量仪器。

其工作原理是在待测电池上并联一个大小相等,方向相反的外加电势,这样待测电池中就没有电流通过,外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。

如图所示,电位差计有工作、标准、测量三条回路。

1)校准工作电流I W开关K 打向1,预先调好标准回路中的标准电阻Rn ,调节工作回路的电阻r 至检流计无电流通过,工作电流I W 就已被确定。

2)测量未知电池电动势E W 开关K 打向2,调节测量回路的电阻R X 至检流计无电流通过,此时I R X 与被测电池电动势对消。

2. 简述铜电极电位测定的基本原理。

答:实验只能测得两个电极构成的电池的电动势E ,而无法测得单个电极的电极电势φ。

若选定一个电极作为标准,使其与任意其它电极组成电池,测其电动势,就可得出各电极的相对电极电势φ 。

通常将氢电极在氢气压力为100KPa ,溶液中氢离子活度为1时的电极电势规定为零伏,称为标准氢电极,然后与其它被测电极进行比较。

以标准氢电极作阳极即负极;而将待测电极作阴极即正极,组成原电池,然后用电位差计测量该电池的电动势,这个数值和符号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。

由于使用标准氢电极不方便,在实际测定时往往采用第二级的标准电极,甘汞电极是其中最常用的一种。

这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测出。

3. 在原电池电动势的测定过程中应尽可能的做到在可逆条件下进行,为此在实验过程中应注意什么?答:电动势的测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。

为此应注意以下几点:(1) 测量前可根据电化学基本知识,初步估算一下被测电池的电动势大小,以便在测量时能迅速找到平衡点,这样可避免电极极化。

(2)要选择最佳实验条件使电极处于平衡状态。

制备锌电极要锌汞齐化,成为Zn(Hg),而不直接用锌棒。

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案物理化学实验思考题及参考答案在物理化学实验中,我们经常会遇到一些思考题,这些问题旨在帮助我们深入理解实验原理和现象。

在本文中,我们将讨论一些常见的物理化学实验思考题,并给出参考答案。

1. 为什么在酸碱滴定实验中,我们需要使用指示剂?在酸碱滴定实验中,我们使用指示剂来确定滴定终点。

指示剂是一种能够在酸碱溶液中显示颜色变化的物质。

这是因为指示剂分子的结构会随着溶液的酸碱性发生变化,从而导致颜色的改变。

通过观察颜色的变化,我们可以确定滴定终点,即酸碱溶液的摩尔比例达到了化学计量比。

2. 在电化学实验中,为什么我们需要使用盐桥?在电化学实验中,我们常常使用盐桥来连接两个电解池。

盐桥是由浸泡在盐水中的玻璃棒或纸条组成的。

它的作用是维持两个电解池中离子的平衡。

当电解池中的离子发生反应时,会产生正负电荷的不平衡。

盐桥通过离子的迁移来平衡这种电荷差异,使得电解池中的反应能够持续进行。

3. 在溶解度实验中,为什么我们需要加热?在溶解度实验中,加热可以增加溶质与溶剂之间的碰撞频率和能量,从而促进溶质的溶解。

根据热力学原理,加热可以增加系统的熵,使得溶解过程更加有利。

此外,加热还可以减小溶质与溶剂之间的相互作用力,从而降低溶质的溶解度。

4. 在气体收集实验中,为什么我们需要使用水槽?在气体收集实验中,我们通常会使用水槽来收集气体。

这是因为水槽中的水可以起到密封容器的作用,防止气体泄漏。

另外,水槽中的水还可以使得气体在收集过程中与空气隔离,避免与空气中的氧气或其他气体发生反应。

5. 在红外光谱实验中,为什么我们需要使用KBr片?在红外光谱实验中,我们通常会使用KBr片来制备样品。

这是因为KBr是一种透明的无机盐,它可以将样品均匀地分散在红外光谱仪的光束中。

此外,KBr本身在红外光谱范围内没有吸收峰,不会干扰样品的红外光谱图谱。

总结起来,物理化学实验中的思考题可以帮助我们更好地理解实验原理和现象。

物理化学实验思考题答案

物理化学实验思考题答案

物理化学实验思考题答案1. 实验目的解答本次物理化学实验的思考题,并深入理解实验原理与现象。

2. 实验题目题目:在实验中,我们通常使用水平平衡来获得气体的密度。

为什么不能使用垂直平衡?3. 答案解析在实验中,通过测量气体的密度来研究气体的性质是非常常见且重要的。

而在这个过程中,选取合适的平衡方式对于实验结果的准确性至关重要。

垂直平衡是指气体在垂直方向上的平衡。

在这种平衡方式下,气体分子的重力对于平衡的影响被纳入考虑范围之内。

但是,由于气体分子非常微小且运动速度快,它们之间的碰撞相对于重力的影响可以忽略不计。

因此,在垂直平衡中,气体分子的重力对于实验结果的影响相对较小,可以忽略不计。

然而,水平平衡则是更为准确和稳定的平衡方式。

水平平衡是指气体在水平方向上的平衡。

在这种平衡方式下,重力对于气体分子的运动不产生直接影响,可以减少误差。

此外,水平平衡更容易观察和测量,更便于操作。

另外,水平平衡还具有以下几个优点: - 它允许我们观察气体分子的扩散和漂浮现象,进一步研究气体分子的性质。

- 由于水平平衡的稳定性较好,可以减少数据的误差。

- 水平平衡相对直观,更易于我门理解实验现象。

综上所述,水平平衡是获得气体密度的理想选择,使用垂直平衡可能会引入不必要的误差和不稳定性,因此我们不能使用垂直平衡来获取气体的密度。

4. 总结在物理化学实验中,选取合适的平衡方式对于实验的准确性和稳定性至关重要。

在测量气体密度的实验中,水平平衡是获得准确结果的理想选择,因为它可以减少重力对气体分子运动的影响,减小误差,并且易于操作和观测。

相比之下,垂直平衡的影响相对较小,容易产生误差和不稳定性,因此在实验中不适合使用垂直平衡。

希望通过本次问题的解答,大家对于选择适当的平衡方式在实验中的重要性有更深入的理解,并能在实验设计中侧重考虑减小误差和提高实验准确性的因素。

物化实验思考题答案(供参考)

物化实验思考题答案(供参考)

实验一燃烧热的测定1.在本实验中,哪些是系统?哪些是环境?系统和环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2.固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

3.试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些?提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

4.试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些?本实验成功的关键因素是什么?提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。

本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。

5.使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验三纯液体饱和蒸气压的测定1.在停止抽气时,若先拔掉电源插头会有什么情况出现?答:会出现真空泵油倒灌。

2.能否在加热情况下检查装置是否漏气?漏气对结果有何影响?答:不能。

加热过程中温度不能恒定,气-液两相不能达到平衡,压力也不恒定。

漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定,气-液两相无法达到平衡,从而造成所测结果不准确。

3.压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动?答:因为体系未达到气-液平衡。

4.克-克方程在什么条件下才适用?答:克-克方程的适用条件:一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计;二是忽略温度对摩尔蒸发热△vap H m的影响,在实验温度范围内可视其为常数。

三是气体视为理想气体。

6.本实验主要误差来源是什么?答:装置的密闭性是否良好,水本身是否含有杂质等。

实验四双液系的气一液平衡相图的绘制1.本实验在测向环己烷加异丙醇体系时,为什么沸点仪不需要洗净、烘干?提示:实验只要测不同组成下的沸点、平衡时气相及液相的组成即可。

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案

实验七十一燃烧热的测定1. 简述燃烧热测定的实验原理。

答:1mol的物质完全燃烧时所放出的热量称为燃烧热。

所谓完全燃烧是指该化合物中的C变为CO2(气),H变为H2O(液),S变为SO2(气),N变为N2(气),Cl成为HCl(水溶液),其它元素转变为氧化物或游离态。

燃烧热可在恒压或恒容条件下测定。

由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功情况下,恒容燃烧热Q v等于内能变化ΔU,恒压燃烧热Q p等于焓变化ΔH。

在氧弹式热量计中测得燃烧热为Q v,而一般热化学计算用的值为Q p,两者可通过下式进行换算:Q p=Q v十ΔnRT(1) 式中:Δn为燃烧反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差;R为摩尔气体常数;T为反应热力学温度。

测量燃烧热的仪器称为热量计。

本实验采用氧弹式热量计,如图71-1所示。

在盛有定量水的容器中,放入内装有一定量样品和氧气的密闭氧弹(图71-2),然后使样品完全燃烧,放出的热量传给盛水桶内的水和氧弹,引起温度上升。

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出的热量使氧弹本身及其周围的介质(实验用水)和热量计有关的附件温度升高,测量介质在燃烧前后体系温度的变化值ΔT,就可求算出该样品的恒容燃烧热,其关系式如下:m Q v + lQ点火丝+ qV = (C计+ C水m水) ΔT(2) 式中:Q v为物质的恒容燃烧热(J·g-1);m为燃烧物质的质量(g);Q点火丝为点火丝的燃烧热(J·g-1);l为燃烧了的点火丝的质量(g);q为空气中的氮氧化为二氧化氮的生成热(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸时,每毫升碱相当于5.98J),V为滴定硝酸耗用的NaOH的体积(mL);C计为氧弹、水桶、温度计、搅拌器的热容(J·k-1);C水为水的比热(J·g-1·k-1);m水为水的质量(g);ΔT为燃烧前后的水温的变化值(K)。

物理化学实验所有课后习题和思考题答案完整版

物理化学实验所有课后习题和思考题答案完整版

物理化学实验所有课后习题和思考题答案集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]实验一燃烧热的测定1. 在本实验中,哪些是系统哪些是环境系统和环境间有无热交换这些热交换对实验结果有何影响如何校正提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2. 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些本实验成功的关键因素是什么提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。

本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。

5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验二凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高说明原因。

答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。

若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。

根据公式和可知由于溶液凝固点偏低,T f偏大,由此所得萘的相对分子质量偏低。

2. 寒剂温度过高或过低有什么不好?答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。

3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。

物理化学实验思考题解答

物理化学实验思考题解答

物理化学实验思考题解答实验一燃烧热的测定1.在本实验中,哪些是系统?哪些是环境?系统和环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2. 固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些?提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些? 本实验成功的关键因素是什么?提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。

本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。

5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验三纯液体饱和蒸气压的测定1. 在停止抽气时,若先拔掉电源插头会有什么情况出现?答:会出现真空泵油倒灌。

2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气?漏气对结果有何影响?答:不能。

加热过程中温度不能恒定,气-液两相不能达到平衡,压力也不恒定。

漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定,气-液两相无法达到平衡,从而造成所测结果不准确。

3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动?答:因为体系未达到气-液平衡。

4. 克-克方程在什么条件下才适用?答:克-克方程的适用条件:一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计;二是忽略温度对摩尔蒸发热△vapHm的影响,在实验温度范围内可视其为常数。

三是气体视为理想气体。

5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关?答:有关。

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案

物理化学实验思考题及参考答案篇一:物理化学实验思考题及答案实验一燃烧热的测定1.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。

2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温?答案:用台秤粗称蔗糖克,压模后用分析天平准确称量其重量。

操作略。

内筒水当然要更换和重新调温。

3.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。

4.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。

5.测定量热计热容量与测定蔗糖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升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。

6.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。

7.药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行? 答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。

不行。

8.如何确保样品燃烧完全?答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。

9.充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?答案:,充氧时间不少于30S。

用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10?);检漏。

10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。

11.本实验中,那些为体系?那些为环境?答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。

12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。

片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。

《物理化学实验》思考题及参考答案

《物理化学实验》思考题及参考答案

《物理化学实验》思考题及参考答案物理化学实验思考题及参考答案题目一:溶解度曲线法测定NaCl在纯水中的溶解度问题描述请详细描述溶解度曲线法测定NaCl在纯水中的溶解度的原理和步骤。

参考答案溶解度曲线法是通过测定溶液中某种物质在一定温度下的溶解度与溶液浓度之间的关系来确定该物质在纯水中的溶解度。

步骤如下:1. 首先,准备一系列不同浓度的NaCl溶液。

可以通过称取不同质量的NaCl固体,溶解在已知体积的纯水中,制备溶液。

2. 稳定温度至设定值后,取一定量的溶液,利用适当的方法(如电导仪、折射仪或密度计等),测定其浓度。

3. 重复上述步骤,测定不同浓度的溶液的溶解度。

4. 将浓度与溶解度绘制成曲线图,得到溶解度曲线。

5. 通过分析曲线的斜率和坐标轴的截距,可以求得NaCl在纯水中的溶解度。

题目二:利用红外光谱测定有机物结构问题描述请简要说明红外光谱法是如何用于测定有机物的结构的。

参考答案红外光谱法是一种常用的分析方法,通过测量有机物在红外光谱范围内吸收和发射的红外辐射来确定有机物的结构。

具体步骤如下:1. 首先,将待测有机物制备成薄片或溶解在适当的溶剂中,并涂布在红外光谱仪的样品台上。

2. 打开红外光谱仪,调整仪器的工作模式和参数,将红外光源照射到待测样品上。

3. 通过检测样品吸收和发射的红外辐射,记录并绘制出样品在不同波数下的吸收强度和吸收峰。

4. 根据化学键振动频率与红外光谱的对应关系,对比已知有机物的红外光谱图谱,确定待测有机物的结构。

红外光谱法能够提供有机物分子中的功能基团和结构信息,有助于确定化合物的组成、取代位置及分子结构。

物理化学实验思考题及参考答案 (2)

物理化学实验思考题及参考答案 (2)

基础化学实验Ⅳ (物理化学实验) 2011年11制作 目 录 第一部分:思考题 (3)实验七十 恒温水浴组装及性能测试 (3)实验七十一 燃烧热得测定 (3)实验七十二 差热分析 (4)实验七十三 凝固点降低法测定摩尔质量 (4)实验七十四 纯液体饱与蒸气压得测量 (5)实验七十五 双液系得气—液平衡相图 (6)实验七十六 三组分液—液体系得平衡相图 (7)实验七十七 化学平衡常数及分配系数得测定 (8)实验七十八 溶液电导得测定——测HAc 得电离平衡常数 (8)实验七十九 原电池电动势得测定及其应用 (9)实验八十 线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中得钝化行为 (9)实验八十一 旋光法测定蔗糖转化反应得速率常数 (10)实验八十二 电导法测定乙酸乙酯皂化反应得速率常数 (11)实验八十三 最大泡压法测定溶液得表面张力 (11)实验八十四 固体在溶液中得吸附 (12)实验八十五 粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 ................................................................... 13 实验八十六 Fe (OH )3溶胶得制备及其ξ电势得测定 . (14)实验八十七 电导法测定水溶性表面活性剂得临界胶束浓度 (15)第二部分:参考答案 (16)实验七十 恒温水浴组装及性能测试 ........................................................................................... 16 思考题及参考答案实验七十一燃烧热得测定 (17)实验七十二差热分析 (23)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (25)实验七十四纯液体饱与蒸气压得测量 (28)实验七十五双液系得气-液平衡相图 (31)实验七十六三组分液—液体系得平衡相图 (34)实验七十七化学平衡常数及分配系数得测定 (37)实验七十八溶液电导得测定——测HAc得电离平衡常数 (40)实验七十九原电池电动势得测定及其应用 (42)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中得钝化行为 (45)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应得速率常数 (48)实验八十三最大泡压法测定溶液得表面张力 (53)实验八十四固体在溶液中得吸附 (59)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (61)实验八十六Fe(OH)3溶胶得制备及其ξ电势得测定 (66)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂得临界胶束浓度 (69)第一部分:思考题实验七十恒温水浴组装及性能测试1、简要回答恒温水浴恒温原理就是什么?主要由哪些部件组成?它们得作用各就是什么?2、简述恒温槽得构造及工作原理。

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实验八十三 最大泡压法测定溶液的表面张力1、简述最大泡压法测定溶液的表面张力的实验原理。

答:实验装置如图83-4所示。

将被测液体装于测定管中,打开滴液瓶活塞缓缓放水抽气,系统不断减压,毛细管出口将出现一小气泡,且不断增大。

若毛细管足够细,管下端气泡将呈球缺形,液面可视为球面的一部分。

随着小气泡的变大,气泡的曲率半径将变小。

当气泡的半径等于毛细管的半径时,气泡的曲率半径最小,液面对气体的附加压力达到最大,如图5所示。

在气泡的半径等于毛细管半径时:p 内=p 外气泡内的压力: p 内=p 大气-2γ/r气泡外的压力: p 外=p 系统+ρgh实验控制让毛细管端口与液面相切,即使h=0,p 外= p 系统根据附加压力的定义及拉普拉斯方程,半径为r 的凹面对小气泡的附加压力为△p max = p 大气- p 系统= p 最大=2γ/r (6)于是求得所测液体的表面张力为max 'max 2p K p r ∆=∆=γ (7)此后进一步抽气,气泡若再增大,气泡半径也将增大,此时气泡表面承受的压力差必然减小,而测定管中的压力差却在进一步加大,所以导致气泡破裂从液体内部逸出。

最大压力差可用数字式压力差仪直接读出,K ′称为毛细管常数,可用已知表面张力的物质来确定。

2、简述测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和正丁醇分子横截面积的实验原理。

答:根据能量最低原则,当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质表面层中的浓度比溶液内部大;反之,溶质使溶剂的表面张力升高时,溶质表面层中的浓度比内部的浓度低。

这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。

表面吸附的多少常用表面吸附量Γ表示,其定义为:单位面积表面层所含溶质的物质的量比与同量溶剂在本体溶液中所含溶质的物质的量的超出值。

显然,在指定的温度和压力下,溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度有关,从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯(Gibbs )吸附等温方程:T⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γdc d RT cγ 用吉布斯吸附等温式计算某溶质的吸附量时,可由实验测定一组恒温下不同浓度c 时的表面张力,以γ对c 作图,可得到γ-c 曲线,将曲线上某指定浓度下的斜率d γ/d c 代人(2)式,即可求得该浓度下溶质在溶液表面的吸附量Γ。

当浓度足够大时,则呈现一个吸附量的极限值,即∞Γ=Γ。

此时若再增加浓度,吸附量不再改变。

所以 ∞Γ称为饱和吸附量。

∞Γ可以近似的看做是在单位表面上定向排列呈单分子层吸附时溶质的物质的量。

求出∞Γ值,即可算出每个被吸附的表面活性物质分子的横截面积A s 。

每个分子的截面积为: LA s ∞Γ=1 ,式中L 为阿伏加德罗常数。

因此,如测得不同浓度溶液的表面张力,从γ-c 曲线可求得不同浓度的斜率d γ/d c ,即可求出不同浓度的吸附量Γ,再从Г-c 曲线上求出Г∞,便可计算出溶质分子的横截面积A s 。

3、的大小与那些因素有关?答:表面张力γ表示了液体表面自动缩小趋势的大小,其大小与液体的成分、溶质的浓度、温度及表面气氛等因素有关。

4、纯液体如何降低其表面自由能?答:对于纯液体,纯液体表面层的组成与内部的组成相同,等温等压下,γ为定值,要使dG 下降,只有降低A 。

因此,纯液体降低表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。

因此液滴通常成球形。

5、溶液如何降低其表面自由能?答: 对于溶液,等温等压下,要使dG 下降,除了降低表面积外,因溶液的γ与溶液表面层的组成密切相关,还可由溶液自动调节不同组分在表面层中的数量使γ降低。

6、什么是溶液的表面吸附?答:根据能量最低原则,当溶质能降低溶剂的表面张力时,溶质表面层中的浓度比溶液内部大;反之,溶质使溶剂的表面张力升高时,溶质表面层中的浓度比内部的浓度低。

这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。

7、水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变,根据变化情况可将溶质分为几类?答 :水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变,根据变化情况可将溶质分为两类:1)非表面活性物质能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物质。

如无机盐和不挥发的酸、碱等。

这些物质的离子有较强的水合作用,趋向于把水分子拖入水中,非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度。

如果要增加单位表面积,所作的功中还必须包括克服静电引力所消耗的功,所以表面张力升高。

2)表面活性物质加入后能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。

这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。

亲水基团进入水中,憎水基团企图离开水而指向空气,在界面定向排列。

表面活性物质的表面浓度大于本体浓度,增加单位面积所需的功较纯水小。

非极性成分愈大,表面活性也愈大。

但习惯上,只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质,称为表面活性剂。

8、表面活性物质在水溶液的表面是如何排列的?答:表面活性物质分子都是由亲水性的极性基团和亲油性的非极性基团所构成,它们在水中的排列情况随其浓度不同而异,浓度小时,分子可以平躺在表面上;浓度增大时,表面活性物质分子在溶液表面定向排列,分子的极性基团取向溶液内部,而非极性基团取向空间;当浓度增至一定程度,dA dG γ=dA dG γ=溶质分子占据所有表面积,就形成了饱和吸附层。

再增大就会形成胶束。

9、溶液的表面吸附量是什么?它与哪些因素有关?答:其定义为:单位面积表面层所含有溶质的物质的量比同量溶剂在本体溶液中所含溶质的物质的量的超出值。

它与温度,压力,溶液的表面张力及溶液的浓度有关。

10、如何求溶液的表面吸附量? 答:用吉布斯吸附等温式计算:T⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γdc d RT cγ,由实验测定一组恒温下不同浓度c 的表面张力,以对c 作图,可得到γ-c 曲线,将曲线上某指定浓度下的斜率d γ/dc 带入吉布斯吸附等温式,即可求得该浓度下溶质在溶液表面的吸附量Γ。

11、什么是溶液的饱和吸附量?如何求?答:当浓度足够大时,则呈现一个吸附量的极限值,即∞Γ=Γ。

此时若再增加浓度,吸附量不再改变。

所以 ∞Γ称为饱和吸附量。

∞Γ可以近似的看做是在单位表面上定向排列呈单分子层吸附时溶质的物质的量。

12、溶液的饱和吸附量与溶质分子的横截面积有何关系?如何求溶质分子的横截面积?答:∞Γ可以近似的看做是在单位表面上定向排列呈单分子层吸附时溶质的物质的量。

求出∞Γ值,即可算出每个被吸附的表面活性物质分子的横截面积A s 。

则每个分子的截面积为:L A s ∞Γ=1 式中L 为阿伏加德罗常数。

13、测溶液的表面张力有哪些方法?答:测定表面张力方法很多,如毛细管上升法、滴重法、吊环法、最大压力气泡法、吊片法和静液法等。

14. 在最大泡压法测定溶液的表面张力的实验中,玻璃毛细管下端液面是高于、低于还是与溶液液面相切?答:毛细管中下端液面应与溶液液面应相切。

15、液体表面层分子与液体内部的分子所处的环境是否一样?答:界面两侧的环境不同;液体内部分子的吸引力是对称的,各个方向的引力彼此抵销,总的受力效果是合力为零;处在表面层的分子受周围分子的引力是不均匀的,不对称的。

16、什么是表面张力?什么是表面自由能?两者有何区别和联系?答:(1)在液气两相的界面上,液体分子所受液体内部分子的引力大于气体分子对它的引力,由此造成的使液体表面缩小的力叫表面张力。

(2)在液体的内部任何分子周围的吸引力是平衡的。

可是在液体表面层的分子却不相同。

因为表面层的分子,一方面受到液体内层的邻近分子的吸引,另一方面受到液面外部气体分子的吸引,而且前者的作用要比后者大。

因此在液体表面层中,每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力(如图83-l 所示)。

这种吸引力使表面上的分子向内挤,促成液体的最小面积。

要使液体的表面积增大就必须要反抗分子的内向力而作功,增加分子的位能。

所以说分子在表面层比在液体内部有较大的位能,这位能就是表面自由能。

(3) 它们的共同点是:都反映了表面分子受力不均匀的情况;两者的数值相同,量纲相同通常用同一符号表示。

它们的不同点是:两者的物理意义不同,表面自由能是指等温、等压、保持组成不变的条件下,可逆地增加单位表面积时,体系吉布斯自由能的增值。

表面张力是指表面层分子垂直作用于单位长度的边界上且与表面相切的收缩力。

两者的单位不同,表面自由能的单位是J·m-2,而表面张力的单位是N·m -1。

17、要做好最大泡压法测定溶液的表面张力实验的关键步骤有哪些?答:要做好这个实验关键因素有:正丁醇溶液浓度要准确配制,测定正丁醇溶液表面张力时按从稀到浓依次进行,玻璃器皿必须洗涤清洁,毛细管及测定管一定要用待测液润洗;测定时毛细管一定要与液面保持垂直,端面刚好与液面相切;控制好滴液瓶的放液速度,水的流速每次均应保持一致,尽可能使气泡呈单泡逸出,以利于△p max 读数的准确性;温度应保持恒定,否则对γ的测定影响较大。

18、用最大泡压法准确测定溶液的表面张力需注意哪些问题?答:用最大泡压法准确测定溶液的表面张力需注意以下问题:(1)在测定有效数据之前一定要检查系统的气密性,否则数据不真实。

(2)连接压力计与毛细管及滴液瓶用的乳胶管中不应有水等阻塞物,否则压力无法传递至毛细管,将没有气泡自毛细管口逸出。

(3)测定时毛细管及测定管应洗涤干净,以玻璃不挂水珠为好,否则,气泡可能不呈单泡逸出,而使压力计读数不稳定,如发生此种现象,毛细管应重洗。

(4)测定时毛细管一定要与液面保持垂直,端面刚好与液面相切,若毛细管末端插入到溶液内部,则气泡外的压力:p 外= p 系统+ρgh ,此时因为h 不等于0,在气泡的半径等于毛细管半径时:p 内=p 大气-2γ/r =p 外= p 系统+ρgh△p max = p 大气- p 系统=ρgh +2γ/r计算公式将只能采用 (5)控制好滴液瓶的放液速度,水的流速每次均应保持一致,尽可能使气泡呈单泡逸出,以利于读数的准确性。

(6)数字微压差仪上显示的数字为实验系统与大气压之间的压差值。

要读取最大压力差数值,因为△p max 与毛细管的半径r 是对应的,只有这样才能获得一致的数据。

(7)正丁醇溶液要准确配制,使用过程中防止挥发损失。

测定正丁醇溶液表面张力时按从稀到浓依次进行,毛细管及测定管一定要用待测液润洗,否则测定的数据不真实。

毛细管的清洗方法:将毛细管在下次被测溶液中沾一下,溶液在毛细管中上升一液柱,然后用洗耳球将溶液吹出,重复3~4次。

(8)温度应保持恒定,否则对γ的测定影响较大。

19、在最大泡压法测定溶液的表面张力实验中,测量液体表面张力时为什么要读取最大压力差? 答:因为γ= r/2×△p max ,只有气泡的半径等于毛细管的半径时,气泡的曲率半径最小,液面对气体的附加压力达到最大,所以读取最大压差。

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