物理化学实验指导书
物理化学实验指导书
实验1 液相反应实验平衡常数的测定一、 目的和要求1、利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁离子液相反应的实验 平衡常数。
2、通过实验了解实验平衡常数的数值不因反应物初始浓度不同而变化。
二、 基本原理铁离子与硫氰酸根离子在溶液中可生成一系列的络离子,并共存于同一的平衡体系中,但当铁离子与硫氰酸根离子的浓度很低时,只有如下的反应:3+-2+Fe SCN FeSCN +即反应被控制在仅仅生成最简单的FeSCN 2+络离子。
其平衡常数表示为:23FeSCN Fe SCN c c K c c ++-=通过实验和计算可以看出,在同一温度下,改变铁离子(或硫氰酸根离子)浓度时,溶液的颜色改变,平衡发生移动,但平衡常数c K 保持不变。
根据朗伯—比尔定律可知吸光度与溶液浓度成正比。
因此,可借助于分光光度计测定其吸光度,从而计算出平衡时硫氰合铁离子的浓度以及铁离子和硫氰酸根离子的浓度,进而求出该反应的平衡常数c K 。
三、 仪器和试剂7220型分光光度计,50mL 烧杯4个;50mL 锥角瓶2个;10mL 移液管6支。
4410-⨯mol·L -1的NH 4SCN 溶液;1110-⨯ mol·L -1、2110-⨯mol·L -1的FeCl 3溶液。
四 、实验步骤1、不同浓度试样的配制取4个50mL 的烧杯,编成1、2、3、4号。
用移液管向编号的烧杯中各注入5mL 4410-⨯mol ·L -1的NH 4SCN 溶液。
另取四种各不相同的FeCl 3溶液各5mL 分别注入各编号的烧杯中。
使体系中SCN -离子的初始浓度与Fe 3+离子的初始浓度达到下表所示的数值。
为此,可按以下步骤配制不同浓度的Fe 3+离子溶液: 在1号烧杯中直接注入5mL 1110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液; 在2号烧杯中直接注入5mL 2110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液;取50mL 锥形瓶1个,注入10mL 2110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液,然后加纯水10mL 稀释,取出稀释液(Fe 3+离子浓度3510-⨯mol·L -1)5mL 加到3号烧杯中。
物理化学实验指导书内容
Ⅰ.绪论物理化学实验的目的与要求物理化学实验主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法,掌握物理化学的基本实验技术和技能。
要求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,从而加深对物理化学基本理论的理解,增强解决实际化学问题的能力。
物理化学实验课和其它实验课一样,对培养学生独立从事科学研究工作的能力具有重要的作用。
学生应该在实验过程中提高自己实际工作的能力,要勤于动手,开动脑筋,钻研问题,做好每个实验。
为做好实验,要求做到以下几点。
1、实验前的预习学生在实验前应认真仔细阅读实验内容,预先了解实验的目的、原理,了解所使用仪器的构造和使用方法,了解实验操作过程,做到心中有数。
在预习的基础上写出实验预习报告。
预习报告要求写出实验目的,实验所需仪器试剂,实验测量所依据的扼要原理和实验技术,实验操作的计划,做好实验的注意点,实验记录的格式,以及预习中产生的疑难问题等。
教师应检查学生的预习情况,进行必要的提问,并解答疑难问题。
学生达到预习要求后才能进行实验。
2、实验操作在整个实验过程中,都应仔细地进行工作,严格按实验操作规程进行。
记录实验数据和现象必须忠实、准确,不能随意更改数据,实验数据应记录在实验记录本上,记录要表格化,字迹要整齐清洁。
在实验过程中要积极思维,善于发现和解决实验中出现地各种问题。
3、实验报告写实验报告是本课程的基本训练,它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高,为今后写科技研究论文打基础。
物理化学试验报告一般应包括:实验目的,实验原理,仪器及试机,实验操作步骤,数据处理,结果和讨论等项。
实验目的应该简单明了,说明所用实验方法及实验对象。
仪器装置用简图表示,并注明各部分地名称。
实验数据尽可能以表格形式表示,每一标题应有名称、单位。
结果处理中应写出计算公式,并注明公式中所需地已知常数地数值,注意各数值所用地单位。
若计算结果较多时,最好也用表格形式表示。
物理化学实验指导书
指导书实验十原电池电动势的测定参阅复旦大学等编庄继华等修订《物理化学实验》第三版P68Ⅰ、目的要求1、测定Cu—Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电位。
2、了解可逆电池,可逆电极,盐桥等概念。
3、学会一些电极的制备和处理方法。
Ⅱ、仪器与试剂NDM-1 精密数字直流电压测定仪标准电池(惠斯登电池)铜棒电极,锌棒电极玻璃电极管2个,饱和甘汞电极(SCE)洗耳球,小烧杯,细砂纸ZnSO4(0.100moldm-3),CuSO4(0.100 moldm-3) ,KCl(0.100 moldm-3),饱和KCl 溶液,稀硫酸、稀硝酸。
Ⅲ、实验原理Ⅳ、实验步骤一、电极制备1、锌电极用砂纸轻轻打磨锌电极表面上氧化层,再用稀硫酸浸洗,然后用水洗涤,再用蒸馏水淋洗后放入玻璃电极管,管内加入ZnSO4(0.100moldm-3)溶液。
2、铜电极用砂纸轻轻打磨铜电极表面上氧化层,再用稀硝酸浸洗,然后用水洗涤,再用蒸馏水淋洗后放入玻璃电极管,管内加入CuSO4(0.100moldm-3)溶液。
二、电池的组合及其电动势的测量(重复测量3次,取平均)1、 Zn│ZnS04(0.1000M)‖CuS04(0.100M)│Cu2、 Zn│ZnS04(0.1000M)‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg3、 Hg│Hg2Cl2│KCl(饱和)‖CuS04(0.1000M)│CuⅤ、数据记录和数据处理据P69-701、据附录五的表V-5-24,确定饱和甘汞电极(SCE)的电极电势。
2、计算铜电极和锌电极的电极电势。
3、据附录五的表V-5-30,查找ZnSO4(0.100moldm-3)和CuSO4(0.100 moldm-3)的平均活度系数γ,计算活度a,计算实验温度下铜电极和锌电极的标准电极电±势。
4、计算298K时铜电极和锌电极的标准电极电势,并计算测量误差。
Ⅵ、思考问题1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用?2、参比电极应具备什么条件?它有什么功用?3、若电池的极性接反了有什么后果?4、盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?ⅥI 注意事项:1.甘汞电极使用时应将上面的塞子拔开。
无机材料物理化学实验指导书
无机材料物理化学实验指导书实验一瘠性料的悬浮实验一、实验目的陶瓷原料在制造过程中要求有较好的悬浮性能,以保证制品上、下部组织一致,性能均匀。
材料颗粒在水中下降的快慢程度称为材料的悬浮性。
陶瓷工业中日用陶瓷常用的三大类原料粘土(主要是塑化剂)、石英(主要作为骨料)、长石(主要是助熔剂)。
其中,石英和长石均是瘠性物质。
瘠性料作为坯料,能改善制品的成分及其组织结构,保证制品的体积稳定及其外形尺寸的准确性,提高制品的性能。
因此,本实验的目的是:1、了解瘠性料的悬浮性;2、了解瘠性料悬浮性能的测定方法;3、熟悉实验设备的使用。
二、实验属性(验证性、综合性、设计性)本实验为验证性实验。
三、实验仪器设备及器材玻璃量筒:200ml,要求容积刻度值在同一水平线上;筛网:120目;天平:感量0.2克;高岭土、长石、石英等;蒸馏水。
四、实验要求实验前先预习课程的相关内容,初步熟悉实验过程、实验设备,实验时按照实验要求认真操作,实验后对实验数据及结果进行处理,认真完成实验报告。
五、实验原理瘠性料—水系统有聚结降低表面能的趋势和粗颗粒有重力沉降作用。
泥浆存放后必然会发生分散和聚沉现象。
而粘土(黄土、膨润土)是自然界中硅酸盐岩石经过长期风化作用而形成的一种土状矿物混合物,为细颗粒的含水铝硅酸盐,具有层状结构。
粘土—水系统是属于悬浮液和粗分散系统。
在含水量较多的情况下,粘土—水系统宣府也的分散和凝聚不是由于加入稀释剂后产生离子交换反应和双电层中扩散层的变化所引起,而是具有更为复杂的性质,与粘土矿物的结晶化学特征,特别是与其表面和侧面断口的特征密切相关。
在自然条件下,粘土颗粒的基面和断口可能持有不同性质的双电层,这使片状的粘土颗粒可能出现边面连接,造成粘土—水悬浮液具有较高的凝聚力和较低的稳定性。
六、实验步骤1、按测定样品数,选用数个200ml容积刻度值高低基本一致的玻璃量筒,洗净烘干备用;2、试样通过120目筛,然后准确称量原材料20克,误差小于0.2克;3、将称好的试料小心倒入量筒中,做好标记;4、倾入适量的蒸馏水,微微振动,使每个量筒内的试料泡透并自然排出试料间的气泡,然后用水掌压紧量筒口,用力上下振动量筒内试料,使其混合均匀;5、每个量筒液面应在同一高度;6、其它样品同时按上述4摇振量筒,使试料与溶液混合均匀;7、将摇匀的量筒同时放在工作台上,按静置后5分钟,10分钟,20分钟,30分钟,40分钟,60分钟,记录原料悬浮高度(以毫升刻度值计数)。
《高温物理化学实验》指导书(简版)
高温物理化学实验指导书院(系)冶金工程学院专业冶金工程、金属材料工程年级二年级课程名称高温物理化学前言1 高温物理化学实验的目的(1)使学生初步了解高温物理化学的研究方法,掌握高温物理化学的基本实验技术和技能。
帮助学生理解和运用理论知识,巩固并加深对物理化学基本原理和概念的理解,培养理论联系实际的作风。
(2)学会重要的物理化学性能测定,熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法,培养逻辑思维能力。
(3)通过一个一个的具体实验,了解和熟悉常用仪器的构造、原理及其使用方法,了解近代大型仪器的性能及其在生产、教学、科学研究中的应用,并为以后的工作、学习、科学研究打下坚实的基础。
(4)培养实事求是的科学态度,准确、细致、整洁等良好的科学习惯以及科学的思维方法,培养敬业、一丝不苟和团队协作精神,养成良好的工作习惯。
2 高温物理化学实验课程的学习方法高温物理化学实验研究方法课程的学习不仅是后续课程的基础,而且是今后工作的基础。
因此,学生在学习过程中应有明确的目标,培养对实验的兴趣,树立对实验的信心。
学生要在实验中获得正确实验数据、在实验技能和方法方面获取知识,必须以学习者自己为主,发挥主观能动性,在实验过程中动手和动脑并举,付出艰苦的劳动。
必须培养和坚持实事求是、一丝不苟的科学工作作风。
因此要求学生们认真做到以下几个要求。
(1)课前准备①写出预习报告:内容包括:实验目的、实验原理、实验操作方法及步骤。
书写要求简明扼要,切忌抄书和抄袭。
待实验课时老师检查并记预习成绩分;②实验课前仔细阅读实验教材以及相关理论教材;③了解实验安全注意事项、学生实验守则。
(2)实验课中认真务实①严格按实验内容与操作规程进行,要求认真务实,学生要做到―看‖、―想‖、―做‖、―记‖、―论‖。
②对于验证性和综合性实验,教师在课堂上重点讲授实验的目的意义、方法原理、仪器的构造与使用、数据的处理、做好实验的关键及难点,学生要掌握这些知识点。
一年级化学物理实验手册与分析
一年级化学物理实验手册与分析说明:本实验手册旨在为一年级学生提供基础化学物理实验指导及数据分析方法,帮助他们掌握基础的实验技能和科学思维方法。
实验一:物质的性质与变化实验目的:通过观察不同物质在物理和化学变化过程中表现出的性质,探究物质的性质与变化的关系。
实验材料:1. 纯净水2. 盐3. 金属片(铝、铁、铜)4. 盐酸5. 纸巾6. 酒精灯实验步骤:1. 将纯净水倒入两个试管中,分别记作试管A和试管B。
2. 在试管A中加入少量盐,用玻璃棒搅拌均匀。
观察并记录。
3. 用金属片分别搽拭试管A和试管B的内壁,观察并记录。
4. 将试管B中的水煮沸,观察并记录。
5. 在试管B中加入少量盐酸,观察并记录。
数据分析:1. 盐的溶解性:观察盐是否能够完全溶解于水中。
2. 金属的反应性:观察金属与水是否发生反应以及反应产物的变化。
3. 热量的影响:煮沸水的现象是热量将水分子加速运动,导致水沸腾。
4. 酸碱反应:观察酸与水的反应以及产生的气体等现象。
实验二:浓度的测定方法实验目的:通过测定不同浓度溶液中的反应速率,探究溶液浓度与反应速率的关系,并学习浓度的测定方法。
实验材料:1. 苏打水2. 盐酸溶液(浓度不等)实验步骤:1. 准备不同浓度的盐酸溶液,标记为溶液A、溶液B、溶液C等。
2. 将一定量的苏打水倒入试管中。
3. 向试管中滴加溶液A,观察并记录溶液变色的时间。
4. 重复步骤3,分别使用溶液B和溶液C进行观察。
数据分析:1. 反应速率与浓度的关系:观察不同浓度溶液反应的速率,通过比较反应开始的时间来判断浓度与反应速率的关系。
2. 浓度测定:利用反应速率的数据,可以推测各溶液的浓度大小。
实验三:热传导的实验研究实验目的:通过实验探究不同材料对热传导的影响,并了解热传导的影响因素。
实验材料:1. 热水2. 金属棒(铜、铁、铝等)3. 绝缘材料(木棒、塑料棒等)实验步骤:1. 准备一只杯子,用绝缘材料包裹一部分杯子的外壁。
物理化学实验教材电子版.(DOC)
目录绪论 (1)第一节物理化学实验的目的与要求 (1)第二节误差分析 (2)第三节物理化学实验数据的表达方法 (9)热力学部分实验一硫酸铜溶解热的测定 (15)实验二液体饱和蒸汽压的测定———静态法 (21)实验三完全互溶双液系气-液平衡相图———最低恒沸点的测定 (26)电化学部分实验四电导法测定弱电解质的电离常数 (33)实验五原电池电动势的测定——对消法 (40)动力学部分实验六蔗糖水解转化的动力学研究 (46)表面化学部分实验七溶液表面张力的测定——最大气泡法 (52)实验八液体粘度测定及恒温槽的性能测定 (58)绪论第一节物理化学实验的目的与要求物理化学实验的主要目的是使学生初步了解物理化学的实验研究方法,掌握物理化学的基本实验技术。
通过正确测量、记录实验数据,运用物理化学基本理论,正确处理实验数据,分析实验现象和实验结果,加深对物理化学基本理论的理解,增强解决实际化学问题的能力。
物理化学实验课程,对培养学生独立从事科学研究工作能力具有重要的作用。
为了达到学习该课程的目的与要求,保证课程质量,对学生物理化学实验课程学习的基本要求如下。
一、实验前的预习学生在实验前应认真仔细阅读实验内容,了解实验的目的、原理、所用仪器的构造和使用方法,了解实验操作过程。
在预习的基础上写出实验预习报告。
预习报告内容包括实验目的、实验仪器与试剂、实验数据记录表格、预习中遇到的问题和实验步骤中的注意事项(往往对测量结果和仪器产生重要影响)。
预习报告写在实验记录本上,实验时交给指导教师检查。
二、实验操作在实验过程中,严格地按实验操作规程认真进行实验。
记录实验现象及数据必须真实、准确,不能随意更改,实验数据尽可能以表格形式整齐地记录在实验记录本上。
在实验过程中要勤于思考,细心观察实验现象,及时发现并设法解决实验中出现的各种问题。
完成实验后,将测量数据交指导教师检查签字。
三、实验报告写实验报告是本课程的基本训练,它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高,为今后写科学研究论文打下基础。
物理化学实验指导书
实验一恒温槽的装备与性能和液体粘度测定实验项目性质:综合性 实验计划学时:4学时一、实验目的恒温槽在物理化学实验中的重要性:物质的物理化学性质,如粘度、密度、蒸气压、表面张力、折光率、电导、电导率、透光率等都随温度而改变,要测定这些性质必须在恒温条件下进行。
一些物理化学常数如平衡常数、化学反应速率常数等也与温度有关,这些常数的测定也需要恒温。
因此,学会恒温槽的使用对物理化学实验是非常必要的。
此外掌握测试液体的粘度与密度。
二、实验原理粘度的测定:测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒法和落球法。
在测定高聚物分子的特性粘度时,以毛细管流出法的粘度计最为方便。
若液体在毛细管粘度计中,因重力作用流出时,可通过泊肃叶(Poiseuille)公式计算粘度:LtV m L t hgr ππρη8V 84-= 式中,η为液体的粘度; ρ为液体的密度; L 为毛细管的长度; r 为毛细管的半径; t 为流出的时间; h 为流过毛细管液体的平均液柱高度; V 为流经毛细管的液体体积; m 为毛细管末端校正的参数(一般在r/L <<1时,可以取m = 1)。
对于某一只指定的粘度计而言,上式可以写成下式:式中,B < 1,当流出的时间t 在2min 左右(大于100s),该项(亦称动能校正项)可以忽略。
又因通常测定是在稀溶液中进行(C <1×10-2g·cm -3),所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等,因此可将ηr 写成:密度的测定: 单位体积内所含物质的质量,称为物质的密度,当用不同单位来表示密度时,可以 有不同的数值,若用 g·cm-3为单位密度在数值上等于4o C 水相比所得的比重。
密度与比重的概念虽不同,但在上述条件下,两者却建立数值上相等的关系利用比重瓶去进行液体密度的测定。
由公式ρ(g3—g1)/(g2—g1)计算ρ=t水其中ρ—待测液体的密度tρ—指定温度时水的密度水g1—比重瓶的重量g2—比重瓶的重量与装入水的重量之和g3—比重瓶的重量与装入乙醇的重量之和三、实验内容和要求实验内容:装配控温装置并控温在指定温度,测定待测液体粘度、密度。
物化实验指导材料
物理化学实验指导材料马会宣2012,8燃烧热的测定一、实验目的1. 掌握燃烧热的定义,了解恒压燃烧热和恒容燃烧热的差别及相互关系;2. 掌握氧弹式量热计的使用方法;3. 学会用已知样品苯甲酸测定未知样品蔗糖的方法。
二、实验原理在量热计与环境没有热交换的情况下,有如下的热量平衡式:-Q v ×m 样/M - q 1×b = K △T (1)式中:Q v —被测物质的定容热值,J/g ; m 样—被测物质的质量,g ;q 1—引火丝的热值,J/g ;b —烧掉了的引火丝质量,g ;K —量热计常数,J/K ,△T —与环境无热交换时的真实温差,k m c c =+计水水。
Q P = Q V + △nRT 或△c H m =△c U m +△nRT (2)式中,△n —燃烧前后气体的物质的量的变化。
由(2)式求出△c H m 。
实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度的限制,燃烧后由最低温度达最高温度须一定的时间,在这段时间里系统与环境难免发生热交换,因此从温度计上读得的温度就不是真实的温差△T 。
为此,必须对读得的温差进行校正,详见教材中雷诺校正部分。
三、实验步骤1.测定量热计常数K(1) 用台秤称取0.5克左右苯甲酸,压片(用力适中),用分析天平准确称量;(2) 将压好的片放入燃烧皿,燃烧丝以螺旋形与样品片接触,两端固定于两电极(燃烧丝勿与燃烧皿接触),装好,充入大约1Mpa 的氧气;(3) 准确量取2.5L自来水装入干净的内桶中,并放入保温外桶中央,将氧弹小心地放入内桶水中(不要让水浸湿电极!),接好贝克曼温度计。
在氧弹两电极上接上点火导线,(另一端不接)盖好盖子,开动搅拌器;(4) 待温度变化基本稳定后,贝克曼温度计采零,然后点击“开始绘图”,读取点火前最初阶段的温度,等待3-5分钟,接好电极导线,点火(按点火按钮5秒,指示灯熄灭表示点着),待图中温度不再上升,3-5分钟后,读数完毕,停止实验。
物理化学实验实训指导书
《物理化学》实验(实训)指导书制定人:职业学院《物理化学实验》课程教学大纲课程名称:物理化学实验课程总学时:128 实验学时:38本大纲主撰写人:开课单位(系部):一、实验教学目标与基本要求物理化学实验是石油化工、应用化学等专业的一门重要的必修基础课程。
《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程,是化学类专业的必修基础课程。
其目的主要是使学生了解物理化学的基本实验方法和研究方法,掌握物理化学的基本实验技术和数据处理的技能,加深理解并掌握物理化学的基本知识和原理。
通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实的基础。
本课程以实践环节为主,它由技术讲座、基础性实验两个部分组成。
讲座内容包括课程的学习方法、安全防护、数据处理、报告书写和实验设计思想等。
实验部分介绍相应的研究方法和实验技术,常见物理量(如:温度、压力、电势等)的测量,要求学生进行实际操作训练。
实验包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面的内容,以及物理化学的重要实验方法和技术,由此使学生得到全面的基础训练,应达到下列要求:1. 使学生初步了解物理化学的研究方法,掌握物理化学的基本实验技术和技能。
2. 学会重要的物理化学性能测定,熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法。
3. 了解常用仪器的构造、原理及其使用方法,了解近代大型仪器的性能及其在物理化学中的应用。
4.在上述基础上,达到巩固并加深对物理化学基本原理和概念的理解、增强解决实际化学问题的能力之目的。
5.在实验的全过程中,培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德,培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。
物理化学课程指导书(含答案)定稿
物理化学课程指导书(含答案)定稿课程指导书物理化学教研室编2022.12物理化学先进网络课程课程指导书第一章气体的PVT关系一、预习思考题1.ig气体状态方程是如何建立的?ig微观模型是什么?摩尔气体常数是如何获得的?2.实际气体与理想气体有什么不同?实际气体的范德华方程是如何建立的?3.气体临界状态有什么特征?4.什么是对比状态什么是对应状态原理?如何证明对应状态原理成立?5.压缩因子是如何定义的?代表的意义是什么?二、基本概念题1.填空题(1)27℃时,已知钢瓶中某物质的对比温度为9.19,则瓶中物质肯定是体无疑,其临界温度为(2)气体的压缩因子Z的定义是Z=(3)某实际气体的状态方程为pVm=RT+ap,式中a为大于零的常数,此气体偏离理想气体的主要微观原因是:(4)试写出范德华(VanderWaal)方程(5)恒温100℃,在一个带有活塞的气缸中装有3.5mol的水蒸气H2O(g),在平衡条件下,缓慢的压缩到压力P=KPa时,才能有水滴H2O(l)出现。
答案:(1)气体;32.64K(2)pVm/RT(3)分子本身占有体积(4)(pa)(Vmb)RT(5)101.3252Vm22.选择题(1)真实气体在何种情况下可近似看成理想气体()。
(A)高温低压;(B)低温低压;(C)高温高压;(D)低温高压(2)T,V恒定的容器中,含有A和B两种理想气体,A的分压力和分体积分别为PA和VA,若往容器中再加入5mol的C理想气体,则A的分压力();A的分体积VA()。
(A)变大;(B)变小;(C)不变;(D)条件不全无法确定。
(3)在一个密闭容器里放有足够多的某纯液体物质,在相当大的温度范围内皆存在气(g)、液(l)两相平衡。
当温度逐渐升高时液体的饱和蒸汽压P某变大,饱和液体的摩尔体积Vm(l)();饱和蒸气的摩尔体积Vm(g)();△Vm=Vm(g)-Vm(l)()。
(A)变大;(B)变小;(C)不变;(D)无一定变化规律。
物理化学实验书北京大学
1. 绪论I、物理化学实验目的和要求物理化学实验是继无机化学实验、分析化学实验和有机化学实验之后的一门基础化学实验课,它综合了化学领域中各分支所需要的基本研究工具和方法。
物理化学的主要目的是使学生能掌握物理化学实验的基本方法和技能,从而能够根据所学原理设计实验,选择和使用仪器;其次是锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力,培养严肃认真,实事求是的科学态度和作风;第三是验证所学的原理,巩固、加深对物理化学的理解,提高学生对物理化学知识灵活运用的能力。
为了达到上述目的,必须对学生进行正确的严格的基本操作训练和提出明确的要求。
在实验的过程中的具体要求如下:一、实验前的预习在进行实验之前,必须充分准备,明确实验中每一步如何进行,以及为什么要这样做。
这样才能较好的完成实验课的任务,防止原理上、方法上的错误,因为这些错误有时甚至可以导致整个实验失败。
另外根据物理化学实验的特点,往往采取循环安排,许多实验在讲授有关内容之前,就要进行。
因此,实验前充分预习,对于做好物理化学实验来说,尤为重要。
预习时一般应做到仔细阅读实验教材,以及教科书中的有关内容。
学习实验原理,记录哪些数据,了解仪器构造及操作。
并应写出预习报告,其中应扼要写出实验目的,列出原始数据表,若有不懂之处,应提出问题。
二、实验过程中在整个实验过程中,都应仔细的进行工作,严格按照实验操作步骤进行。
充分利用实验时间,观察现象,记录数据。
若有可能,可在实验过程中,对实验结果进行初步计算画出草图,以了解实验的进展。
结束实验以前,应该核对数据,并对最后结果进行估算,若必要,可以补测数据。
必须准备一个实验记录本。
所有的数据,都应完整而诚实的记录在实验本上。
对要舍弃的数据,划上一条线即可,不要涂改数据。
实验室内要保持安静,不得高声说话及任意走动,严格遵守实验室规则,以保证实验顺利进行。
实验中应注意爱护仪器、节约药品。
仔细清洗仪器、打扫清洁卫生。
物理化学实验指导书
物理化学实验指导书实验一碳酸钙分解压的测定实验项目性质:验证性实验计划学时 4学时一、实验目的1. 了解一种测定平衡压力的方法——静态法。
2. 初步掌握普通真空操作技术,中高温的控制和测温方法。
3. 测定各温度下碳酸钙的分解压,从而计算在一定温度范围内的ΔH的平均值。
二、实验原理:碳酸钙高温分解,并吸收一定热量:CaCO3(S)CaO(S)CO2(g)在这个反应体系内存在固态CaCO3(s)、固态CaO(s)及气态CO2(g)这三个单独的相。
基本上不互相溶解。
因此在一定温度时,反应的标准平衡常数:KpCO2/p式中:PCO2表示在反应温度下,碳酸钙分解达平衡时CO2压力。
P为标准压力P= 100 kPa。
CaCO3在一定温度下,分解达平衡时,CO2的压力保持不变,称为分解压,分解压的数值随温度的升高而升高。
lnKrHm/RTrSm/R,rSm为反应的熵按照等压方程式的积分式:变化,R为气体常数。
在一定温度范围内因ΔrSm及ΔrHm变化不大,可视为常数,故可lnKA(1/T)B,以 lnK对1/T作图,得一直线,其斜率及截距将上式改写为分别为ArHm/R及BrSm/R,此可求出CaCO3分解反应的反应热及反应平均的熵变化。
应该注意,ΔH值会随温度变化,但在一个不太大的温度范围内,变化不多,故可以认为其平均值是常数。
而用上式处理。
三、仪器和试剂仪器:SK2-1-10H电阻炉、石英管、控温仪、瓷舟、DP-A 精密数字压力计、胶塞、循环水多用真空泵、电子天平试剂:粉状CaCO3 四、实验步骤1、称取约5克粉状CaCO3装在一小瓷舟内,送入石英管内相当于电炉的中心部位,然后用橡皮塞紧塞石英管。
2、抽真空。
停留10分钟后,检查压力有无变化。
如果压力计指示体系压力在增加,表示系统漏气。
应找出漏气原因,解决后,再检查至不漏气为止。
3、接通电源加热管状电炉,设定温度控制器的温度为600℃。
4、当温度为600℃时,二次抽真空。
物理化学实验指导书-20131126-下册
乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定一. 实验目的1.用电导测定皂化反应进程中的电导变化,从而通过作图的方法求出反应速度常数;2.学会使用DDS —11A 型电导率仪。
二. 实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应:CH 3COOC 2H 5 + OH - → CH 3COO - + C 2H 5OH其反应速度可用下式表示:dx/dt=k(a-x)(b-x) (1) 式中a ,b 分别表示两反应物的初始浓度,x 为经历时间t 后减少了的a 和b 的浓度,k 为反应速度常数,当a ≠b 时,将(1)式积分: k=()()()b a x 1lnt a b a b x --- (2) 当a=b 时,将(1)式积分: k=1t a ⨯()x a x- (3)随着反应的进行,溶液中导电能力强的OH -离子被导电力弱的CH 3COO -离子所取代,溶液导电能力逐渐减少。
本实验使用电导仪测量 皂化反应过程中电导随时间的变化,从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令L O ,L t,和L ∞分别表示时间为0,t ,和∞(反应完毕)时的电导,则x ∝ (L O -Lt);a ∝ (L O -L ∞;);(a-x) ∝ (Lt-L ∞),将这些值代入(3)式中,消去比例系数,得到:k=1t a ⋅()()∞L -Lt Lt -Lo , Lt ,=()Lo-Lt 1L k a t⋅+∞⋅,以L t,为纵坐标,以()tLt -Lo 为横坐标,其斜率为1k a⋅,所以k=1/a.斜率。
三.实验步骤1.配制0.1mol/L 乙酸乙酯溶液,同时对电导率仪进行预热.2.反应开始时可忽略掉乙酸乙酯的电导,则开始时溶液电导完全由NaOH 贡献。
预热结束后,将0.1 mol/l NaOH 溶液稀释一倍成0.05mol/L 的溶液,然后校准电极常数, 测定液体温度,选择适当量程档范围测量0.05mol/L NaOH 溶液的电导率即Lo.3.测L:用移液管取20 ml 0.1mol/lNaOH加入到干燥洁净的锥形瓶中,将新配t制的乙酸乙酯溶液倒入另一干燥洁净锥形瓶中,用移液管取20 ml新配制的乙酸乙酯溶液加入到20 ml 0.1mol/l NaOH溶液中混匀。
给水排水物理化学实验指导书
实验1 液相反应实验平衡常数的测定一、 目的和要求1. 利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁离子液相反应的实验平衡常数。
2. 通过实验了解实验平衡常数的数值不因反应物初始浓度不同而变化。
二、 基本原理铁离子与硫氰酸根离子在溶液中可生成一系列的络离子,并共存于同一的平衡体系中,但当铁离子与硫氰酸根离子的浓度很低时,只有如下的反应:Fe 3+ + SCN - FeSCN 2+即反应被控制在仅仅生成最简单的FeSCN 2+络离子。
其平衡常数表示为:23FeSCN c Fe SCN C K C C ++-=通过实验和计算可以看出,在同一温度下,改变铁离子(或硫氰酸根离子)浓度时,溶液的颜色改变,平衡发生移动,但平衡常数c K 保持不变。
根据朗伯—比尔定律可知吸光度与溶液浓度成正比。
因此,可借助于分光光度计测定其吸光度,从而计算出平衡时硫氰合铁离子的浓度以及铁离子和硫氰酸根离子的浓度,进而求出该反应的平衡常数c K 。
三、 仪器和试剂7221型分光光度计,50mL 烧杯4个;50mL 锥角瓶2个;10mL 移液管6支。
4410-⨯mol ·L -1的NH 4SCN 溶液;1110-⨯ mol ·L -1、2110-⨯mol ·L -1的FeCl 3溶液。
四 、实验步骤1. 不同浓度试样的配制取4个50mL 的烧杯,编成1、2、3、4号。
用移液管向编号的烧杯中各注入5mL 4410-⨯mol ·L -1的NH 4SCN 溶液。
另取四种各不相同的FeCl 3溶液各5mL 分别注入各编号的烧杯中。
使体系中SCN -离子的初始浓度与Fe 3+离子的初始浓度达到下表所示的数值。
为此,可按以下步骤配制不同浓度的Fe 3+离子溶液:在1号烧杯中直接注入5mL 1110-⨯mol ·L -1的Fe 3+离子溶液; 在2号烧杯中直接注入5mL 2110-⨯mol ·L -1的Fe 3+离子溶液;取50mL 锥形瓶1个,注入10mL 2110-⨯mol ·L -1的Fe 3+离子溶液,然后加纯水10mL 稀释,取出稀释液(Fe 3+离子浓度3510-⨯mol ·L -1)5mL 加到3号烧杯中。
物理化学03实训指导书.doc
物理化学03实训指导书・doc实验三液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1、掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。
学会出图解法求其平均摩尔气化热和止常沸点。
2、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(Clausius-Clapeyron)方程式的意义。
3、了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。
二、基本原理通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。
蒸发lmol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大; 温度降低吋,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。
当蒸气压等于外界压力时, 液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同吋,液体沸点将相应改变,当外压为101.325kPa时,液体的沸点称为该液体的止常沸点。
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:式中,斤为摩尔气体常数;T为热力学温度;△veip/Zn为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
假定△ vap加与温度无关,或因温度范围较小,Zap加可以近似作为常数,积分上式,得:]np= ?其中C为积分常数。
由此式可以看出,以1叩对1〃作图,应为一直线,直线的斜率为,由斜率可求算液体的△veip/血。
静态法测定液体饱和蒸气压,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。
木次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图2-1所示:平衡管由/球和U型管〃、C组成。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。
力内装待测液体,当力球的液而上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与Q管的液面处于同一水平时,则表示〃管液面上的(即力球液面上的蒸气压)与加在C 管液面上的外压相等。
此吋,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
物理化学实验指导书
物理化学实验指导书石家庄铁道大学四方学院实验一二组分金属相图实验目的1.用热分析法(步冷曲线法)测绘Bi—Sn二组分金属相图。
2.了解固液相图的特点,进一步学习和巩固相律等有关知识。
3.掌握热电偶测量温度的基本原理。
实验原理较为简单的二组分金属相图主要有三种;一种是液相完全互溶,凝固后,固相也能完全互溶成固熔体的系统,最典型的为Cu—Ni系统;另一种是液相完全互溶而固相完全不互溶的系统,最典型的是Bi—Cd系统;还有一种是液相完全互溶,而固相是部分互溶的系统,如Pb—Sn系统,本实验研究的Bi—Sn系统就是这一种。
在低共熔温度下,Bi在固相Sn中最大溶解度为21%(质量百分数)。
热分析法(步冷曲线法)是绘制相图的基本方法之一。
它是利用金属及合金在加热和冷却过程中发生相变时,潜热的释出或吸收及热容的突变,来得到金属或合金中相转变温度的方法。
通常的做法是先将金属或合金全部熔化,然后让其在一定的环境中自行冷却,画出冷却温度随时间变化的步冷曲线(见图1)。
图1步冷曲线图2步冷曲线与相图当熔融的系统均匀冷却时,如果系统不发生相变,则系统的冷却温度随时间的变化是均匀的,冷却速率较快(如图中ab线段);如果在冷却过程中发生了相变,由于在相变过程中伴随着放热效应,所以系统的温度随时间变化的速率发生改变,系统的冷却速率减慢,步冷曲线上出现转折(如图中b点)。
当熔液继续冷却到某一点时(如图中c点),此时熔液系统以低共熔混合物的固体析出。
在低共熔混合物全部凝固以前,系统温度保持不变.因此步冷曲线上出现水平线段(如图中cd线段);当熔液完全凝固后,温度才迅速下降(如图中de线段)。
由此可知,对组成一定的二组分低共熔混合物系统,可以根据它的步冷曲线得出有固体析出的温度和低共熔点温度。
根据一系列组成不同系统的步冷曲线的各转折点,即可画出二组分系统的相图(温度—组成图)。
不同组成熔液的步冷曲线对应的相图如图6—2所示。
用热分析法(步冷曲线法)绘制相图时,被测系统必须时时处于或接近相平衡状态,因此冷却速率要足够慢才能得到较好的结果。
硅酸盐物理化学试验指导书
《无机材料科学基础》实验指导书李燕王爱国编写适用专业:无机非金属材料工程专业安徽建筑工业学院材料科学与工程系(部)2009年1月前言《无机材料科学基础实验》是配合《无机材料科学基础》的课堂教学而设置的实践性教学环节,其目的是使学生了解无机材料科学基础实验的研究方法、实验技术和实验结果的分析、归纳等步骤,使学生加深对无机材料科学基础中的基本概念和有关理论的理解,从而加强对学生发现问题和解决问题的能力。
通过实际操作,使学生熟悉一些无机材料的物理化学现象,掌握一些无机材料的物理化学实验所用的仪器及实验方法。
在实验过程中教育学生养成良好的实验习惯,爱护公共财产,遵守安全制度,树立良好的学风,使学生了解实验的重要性及实验课程的地位和作用;通过认真观察模型,加深对无机材料晶体结构的认识;通过具体验证性实验,加深对理论课讲述原理的理解;通过综合设计性实验提高综合运用知识的能力,掌握自我设计、操作控制实验过程基本技能。
设置的具体实验项目有:晶体结构模型分析、粘土阳离子交换容量的测定、淬冷法研究相平衡、固相反应动力学、电解质对泥浆粘度的影响、烧结实验、电解质对泥浆粘度的影响、纳米CdS的固相合成及表征,泥浆稀释、成型、烧结性能测定综合设计实验等。
实验一:晶体结构模型分析实验学时:2学时实验类型:综合实验实验要求:必修一、实验目的通过对晶体模型的分析,使学生加深对无机材料科学基础课程中结晶学基础和晶体结构两部分理论教学内容的理解。
通过本实验的学习,为该课程、材料研究方法及无机非金属材料学等课的学习奠定基础二、实验内容1.通过对晶体模型的分析,加深对晶体对称、对称操作和对称要素的理解;2.掌握等轴晶系、四方、三方和六方晶系的晶体定向原则和晶体常数特点;3.分析若干典型晶体结构,加深对配位数、配位多面体的理解。
4.标定萤石模型中所有质点所处的几何位置。
三、实验原理、方法和手段观测晶体模型找出对称要素;给晶体定向写出晶面符号;观察14种布拉维格子模型;观察等大球体紧密堆积模型,搞清其配位关系及其中的八面体和四面体两种空隙的分布,找出面心立方紧密堆积的ABCABC……密堆方向及紧密堆积的ABAB……密堆方向;分析典型的化合物晶体结构模型,搞清各晶体结构中正负离子的配位关系、密堆关系,熟悉其晶胞;观察硅酸盐晶体结构。
物理化学实验指导书
物理化学实验指导书班级:姓名:学号:实验项目名称电动势法测热力学函数一、实验预习1、简单画出甘汞电极和Ag-AgCl电极的简图,并标明主要部分的名称。
2、写出甘汞电极和Ag-AgCl电极组成的原电池的表达式,并通过查表说明在标准状态下,哪个电极为正,哪个电极为负。
3、电极的电位是如何测得的?二、实验数据与处理2、计算△rGm(298K)、△rSm(298K)、△rHm(298K)三、思考题1、实验过程中,如果恒温时间不足,对实验结果有何影响?2、为什么实验中要使用对消法来测定电池电动势?四、实验小结实验项目名称有机二元相图的绘制一、实验预习1、简述塔曼三角形方法的原理。
2、简述二组分体系相图有哪几种典型的类型。
3、画出处于共晶配比的二元凝聚体系的步冷曲线,并简单解释。
二、实验数据与处理2、绘制相图ToC步冷曲线t萘(0%)w%苯酐(0%)三、思考题1、如果样品在加热或者冷却过程中发生了氧化对实验结果会产生影响吗?为什么?2、在冷却时,冷却的速度对实验结果会有什么样的影响?3、通过观察,简单说说分别位于共晶组分两边的样品在冷却时在现象上有什么不同?四、实验小结实验一电动势法测热力学函数一、实验目的1、通过实验,学会利用电位差计测定电动势的方法;2、巩固由电动势求化学反应热力学常数△G、△S、△H的方法。
二、实验内容1、学习使用电位差计的操作方法;AgHg2cl2()Agcl()Hg2、测定化学反应的电动势;23、利用实验数据计算反应△rGm(298K)、△rSm(298K)、△rHm(298K)。
三、实验仪器、设备及材料UJ-33a便携式电位差计一台恒温装置一套甘汞电极Ag-AgCl电极400ml烧杯一个0.1mol·LKCl-1四、实验原理电池是由两个半电池组成的。
单独一个电极的电位是无法测得或计算出来的。
只有将一个电极与另外一个电极组成电池,令其中的一个电极为标准,通常是用标准氢电极,以测得其相对电位。
物理化学实验指导(部分项目)
实验一燃烧热测定的计算机辅助实验操作实验目的、实验原理、仪器与药品以及装样和充氧参见«物理化学实验»第三版高等教育出版社。
1. 将装样、充氧后的氧弹放入热量计内桶中央,再将第3000ml水倒入内桶。
把氧弹两电极用导线连接,细心安装数字温度计测温探头,盖上盖子,将温差测量仪探头放入内筒中。
2. 开动燃烧热控制箱的“搅拌”按钮,启动计算机,进入“windows98”操作界面。
在桌面上找到燃烧热实验(或HR-15B)图标,双击左键打开后,出现操作界面,输入样品净质量和样品编号(请注意样品编号实际上是将要保存的文件名,为防止与前面已做过实验的同学重名,最好是本人的姓名)。
然后点击屏幕菜单的“开始实验”子菜单。
请注意:如果“开始实验”后,出现“请将温度计测温探头放入内桶”红色字样,此时应等待一会。
3. 在“初期温度”栏刚出现第“九”个温度数值后,立即按下燃烧热控制箱的“点火”按钮。
点火后,若温度迅速上升,且在画图栏曲线以红色画出并上升,表示氧弹内样品已燃烧;若温度不见迅速上升,且出现“点火失败,请检查”红色字样。
须停止实验,重做前面的操作。
如果温度迅速上升,说明点火成功。
请注意:在主期温度栏,程序设计为记录30个温度数据,如果室温较高,程序有可能不能在30个温度数据后自动进入末期温度栏,程序会仍在主期温度栏记录数据,直至该栏数据记满,出现“下标越界,请检查”蓝色字样,此时不能点击“确定”,如果点击“确定”,前面已经记录的数据及图形将全部丢失。
在此情况下,可以通过抓图方式保存图形。
4. 在末期温度栏,温度变化不大,记录11个温度数据后,程序会自动停止实验。
请注意,在此过程中,不要因温度变化不大,而自己点击子菜单的“中断实验”这样做,同样会将前面已经记录的数据及图形将全部丢失。
程序自动停止实验后,灰色的子菜单栏会变成黑色,点击“转存A盘”,保存图形,并将A盘中的图形转入“word”文档,准备打印。
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物理化学实验指导书实验一碳酸钙分解压的测定实验项目性质:验证性 实验计划学时 4学时 一、实验目的1. 了解一种测定平衡压力的方法——静态法。
2. 初步掌握普通真空操作技术,中高温的控制和测温方法。
3. 测定各温度下碳酸钙的分解压,从而计算在一定温度范围内的ΔH (CaCO 3分解的反应热)的平均值。
二、实验原理:碳酸钙高温分解,并吸收一定热量:)(2)()(3g S S CO CaO CaCO +=在这个反应体系内存在固态CaCO 3(s)、固态CaO (s)及气态CO 2(g)这三个单独的相,基本上不互相溶解。
因此在一定温度时,反应的标准平衡常数:θθp p K CO /2=式中:2COP 表示在反应温度下,碳酸钙分解达平衡时CO 2压力。
θP 为标准压力θP = 100 kPa 。
CaCO 3在一定温度下,分解达平衡时,CO 2的压力保持不变,称为分解压,分解压的数值随温度的升高而升高。
按照等压方程式的积分式:ln //r m r m K H RT S R θ=-∆+∆,r m S ∆为反应的熵变化,R 为气体常数。
在一定温度范围内因Δr S m 及Δr H m 变化不大,可视为常数,故可将上式改写为ln (1/)K A T B θ=+,以 ln K θ对1/T 作图,得一直线,其斜率及截距分别为/r m A H R =-∆及/r m B S R =∆,由此可求出CaCO 3分解反应的反应热(平均值)及反应平均的熵变化。
应该注意,ΔH 值会随温度变化,但在一个不太大的温度范围内,变化不多,故可以认为其平均值是常数。
而用上式处理。
三、仪器和试剂仪器:SK2-1-10H 电阻炉、石英管、控温仪、瓷舟、DP-A 精密数字压力计、胶塞、循环水多用真空泵、电子天平 试剂:粉状CaCO 3(G .R.) 四、实验步骤1、称取约5克粉状CaCO 3装在一小瓷舟内(或将小瓷舟装满即可),送入石英管内相当于电炉的中心部位,然后用橡皮塞紧塞石英管。
2、抽真空。
停留10分钟后,检查压力有无变化。
如果压力计指示体系压力在增加,表示系统漏气。
应找出漏气原因,解决后,再检查至不漏气为止。
3、接通电源加热管状电炉,设定温度控制器的温度为600℃。
4、当温度为600℃时,二次抽真空(排除剩余空气)。
5、调节控温仪至700℃,恒温后,每隔5分钟读取一次压力值,直至两次压力差变化不超过2%,在700~900℃之间,按上述过程测定6~8组数据,即每隔25℃测定一次压力。
6、整理好仪器。
五、注意事项1、启停真空泵前,必须使泵与大气相通。
2、压力计使用前必须置零。
五、数据处理1、记下实验时之室温、大气压力和所测定的几个不同温度下的温度和压力数据于记录表中,并计算处理。
室温℃大气压kPa 样品g2、以ln Kθ对1/T作图,可近似的视为直线,并以下式表示:θ=+,可用图解法确定A、B的值。
K A T Bln(1/)3、求CaCO3分解反应Δr H m的平均值。
4、从实验数据中,求出Pco2=100kPa时CaCO3的分解温度。
六、思考题:1、为什么装有粉状碳酸钙的小瓷舟要放在相当于电炉的中央部分?2、如何确定在一定温度下碳酸钙分解是否达平衡?3、碳酸钙分解实验中,碳酸钙是否需要准确称量?实验二 电动势及电极电势的测定实验项目性质:验证性 实验计划学时:3学时 一、实验目的:1. 通过电动势的测定,了解对消法测电动势的基本原理、仪器构造和使用方法。
2. 分别测定下列各电池的电动势:a: Hg | Hg 2Cl 2 | KCl(饱和) || H +(待测定)QH 2Q | Pt 求HCl 溶液的pH 植;b: Hg | Hg 2Cl 2 | KCl(饱和) || AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag ,求室温下Ag +浓度为0.02 mol/L 的阴极的电极电位E (Ag +/Ag)c : Ag | AgCl | KCl (0.02mol/L) || AgNO 3 (0.02mol/L) | Ag ,求室温下难溶盐AgCl 溶解度积。
二、实验原理原电池是由二个电极(半电池)组成,电池的电动势E 是二个电极电势的差值(假设二电极溶液互相接触而产生的接触电势已经用盐桥除掉)。
设左方电极(负极)的电极电势E 左,右方(正极)为E 右,一般规定E=E 右-E 左 (1)电极电势的大小与电极性质、溶液中有关离子的活度及温度有关。
在电化学中电极电势的数值是相对值,通常将标准氢电极(p=100kPa ,H a +=1)的电极电势定为零,将它作为负极与待测电极组成一原电池,此电池的电动势即为该待测电极的电极电势。
由于使用氢电极较麻烦,故常用其他可逆电极作为比较电极,常用的比较电极有甘汞电极,氯化银电极等。
无论那一类型的电极,它们的电极电势都可以用下列公式表示:{}()()()B B B RTE E Ln a zF θγ=-∏电极电极电极 (2)电池a 的电动势为()(ln )a H RTE E a E zF θ+=++氢醌饱和甘汞lg H pH a +=- (3)测出该电池的电动势E a ,且已知该温度下E θ氢醌和E 饱和甘汞,由式(3)即可求出HCl 溶液的PH 值。
电池b 的电动势E b 为:E b =E (Ag +/Ag)-E 饱和甘汞,测出E b ,且已知该温度下的E 饱和甘汞即可求E (Ag+/Ag) 电池c :的电动势为:lnAg Ag a RT E F a ++''=' (5)代入式(5)则得:2121lnln Ag Cl c AgClAgClb b r ra a RT RTb b E F L F L θθ+-+-+-⨯'''⨯== (6)由实验测得上列电池的电动势,且已知2b +,2r +,1b -,r -1以后,就可求得该温度下AgCl 的溶解度积L AgCl 。
三、设备和药品 1. 仪器数字式电子电位差计、Ag 、Pt 、氯化银电极各一支、 饱和甘汞电极1支、标准电池一个、烧杯50 ml 四个、导线2根. 药品AgNO 3 0.200 mol/L ,KCL 饱和溶液,醌、氢醌、HCl 0.1mol/L, KCl 0.02 mol/L, 琼脂(固),NH 4NO 3(固) 四、实验步骤1调标准:将电极引线按正、负极插入外标位置,接通标准电池,选择旋钮打到外标位置,将标准电动势给定,按校准按钮使平衡指示为零。
2测电池电动势:将电极引线按正、负极插入测量位置,接通原电池,选择旋钮打到“测量”位置,调档使平衡指示为零,读数。
3 实验完毕拆除线路和检流计电源; 将饱和甘汞电极放回饱和KCl 溶液中保存; 实验用KCl 倒入回收瓶, 其它试剂倒入废液桶中, 清洗电极和烧杯, 整理仪器及桌面. 五、思考题1. 为何测电动势要用对消法,对消法的原理是什么?2. 参比电极应具备什么条件?它有什么功用?3. 使用盐桥的目的是什么?选用作盐桥的物质应有什么原则?为什么要有琼脂?本实验能否用KCl 作盐桥?实验三 表面张力的测定实验项目性质:验证性 实验计划学时:4学时一、实验目的1. 用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力。
2. 利用吉布斯公式计算不同浓度下乙醇溶液的吸附量。
二、实验原理气泡最大压力法测定表面张力处于溶液表面的分子,由于受到不平衡的分子间力的作用而具有表面张力γ.其定义是在表面上垂直作用于单位长度上使表面积收缩的力。
气泡最大压力法测定表面张力装置见实物;实验中通过滴水瓶滴水抽气使得体系压力下降,大气压与体系压力差△p 逐渐把毛细管中的液面压至管口,形成气泡。
在形成气泡的过程中,液面半径经历:大→小→大,即中间有一极小值毛r r =min ;由拉普拉斯方程:r P γ2=∆ 可知此时压力差达极大值。
毛r r P γγ22min max ==∆max P k ∆=γ式中k 为仪器常数,通常用已知表面张力的物质确定。
本实验用蒸馏水确定k 。
溶液表面吸附量,以及饱和吸附时每个分子所占的吸附截面积的确定 加入表面活性物质时 溶液的表面张力会下降,溶质在表面的浓度大于其在本体的浓度,此现象称为表面吸附现象,单位溶液表面积上溶质的过剩量称为表面吸附量Γ.在一定温度和压力下,溶液的表面吸附量Γ与表面张力γ及溶液本体浓度c 之间的关系符合吉布斯吸附等温式:dc d RT c γ⋅-=Γ对可形成单分子层吸附的表面活性物质,溶液的表面吸附量Γ与溶液本体浓度c 之间的关系符合朗格谬尔吸附等温式kc kc+⋅Γ=Γ∞1由实验测出不同浓度c 对应的表面张力γ,作γ~ c 图,拟合曲线方程γ= f (c );求导得到dγ/dc 代入吉布斯方程可计算溶液表面吸附量Γ;再作~c图,拟合直线方程,由直线斜率A 可得饱和吸附量∞Γ= 1 / A ;∞Γ为单位溶液表面积上吸附的溶质的物质的量,则溶质在溶液表面上的吸附截面积为:∞Γ=L A m 1式中L 为阿伏加德罗常数。
三、实验内容和要求实验内容:用最大气泡法测定不同浓度的乙醇溶液的表面张力γ,作出γ-C 曲线,并计算吸附量;作吸附量Γ对浓度C曲线,找出最大吸附量∞Γ。
实验要求:1.本实验的关键在于仪器必须洗涤清洁。
2.毛细管保持垂直,其端部保持平整,且与液面接触处相切。
四、实验主要仪器设备和材料夹套式表面张力测量管;水压差计;分液漏斗;500mL 烧杯。
不同浓度的乙醇溶液(0.05M ,0.10M ,0.15M ,0.20M, 0.25M, 0.30M )。
五、实验方法、步骤及结果测试1.安装好实验装置。
2.把蒸馏水盛入夹套测量管中,再用蒸馏水洗净毛细管,插入测量管中,使其尖端刚好与液面接触,且保持毛细管竖直。
如果此时液面沿毛细管上升,且在压差计上显示出很小的压差,那么可判断装置不漏气,否则,表示装置漏气,要重新检查。
3.检查装置不漏气后,打开分液漏斗活塞,使其中的水一滴一滴的滴下,管内逐步减压,毛细管中的液面下降,当毛细管内外的压力差(p 大气-p 系统)恰好能克服蒸馏水的表面张力时,毛细管尖端便有气泡逸出,此时压差计读数出现负的最大值。
当气泡形成的频率稳定时,记录压差计读数三次,求出其平均值,得Δp ,再查得该温度下水的σ数值,可求得仪器常数K p γ=∆水水。
4.同测量蒸馏水的Δp 一样,顺次从稀到浓测出不同浓度的正丁醇溶液的表面张力,废液倒入指定的废液瓶。
5.实验完毕,清洗玻璃仪器,整理实验台。
六、实验报告要求实验报告形式(包括实验目的、实验原理、实验主要仪器设备和材料、简单的试验装置图、实验步骤、实验数据、数据处理及注意事项,思考题等部分。
其中数据处理作图应使用坐标纸。
) 七、思考题1.用最大气泡法测定表面张力时为什么要读取最大压力差?2.为什么玻璃毛细管一定要与液面刚好相切,如果毛细管插入一定深度,对测定结果有何影响?3.测量过程中如果气泡逸出速率较快,对实验有无影响?为什么?4.在本实验装置中,液体压力计内的介质是水,选用水银是否可以?实验四 乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定实验项目性质:验证性 实验计划学时:4学时 一、实验目的用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数;了解二级反应的特点。