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物理化学实验

物理化学实验Physical Chemistry Experiment（化学96学时）一、任务和要求1.物理化学实验的主要任务物理化学实验作为化学实验科学的重要分支，是化学专业学生必修的一门独立的基础实验课程。

物理化学实验的主要目的和任务是使学生初步了解物理化学的研究方法，并通过实验熟悉物质物理化学性质与反应规律之间的关系，学会需要的物理化学实验技术，掌握实验数据的处理及实验结果的分析与归纳方法，从而加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决实际化学问题的能力。

通过结构化学部分的实验，帮助学生生动地理解和总结分子结构与性质的关系，培训学生的一种新的思维体制，以便进入化学领域的更高层次。

2．基本内容和基本要求1.本课程由实验和讲座两个教学环节组成。

实验方面，要求完成20个基础实验，分为16个物理化学实验和4个结构化学实验。

通过本实验使学生初步掌握必要的物理化学和结构化学实验实验方法，熟悉各种物理化学现象，并学会实验数据的归纳和分析方法。

实验讲座的目的在于提高学生解决实际问题的能力，使学生在实验操作训练基础上能对物理化学的实验方法和实验技术有较系统的概括了解。

2.实验内容的选取，包括热力学、电化学、动力学、表面现象、结构化学等部分有代表性的实验，使学生了解物理化学的概貌，另一方面，根据现有仪器设备条件，力求在实验方法和实验技术上得到全面的训练。

3.实验讲座包括物理化学实验基础知识，主要实验方法技术（包括温度的测量和控制、真空技术、电化学测量技术、光化学测量技术、测压技术和数据的计算机处理技术等内容），尽可能反映近代科学研究和实验仪的新成就。

另外要介绍实验的安全防护、误差问题、数据表达方法、文献数据查阅和实验设计思想等。

二、适用专业化学专业。

三、实验内容、实验类型和学时安排实验总学时为96学时，其中物理化学实验为77学时（1-16），结构化学实验为19学时（17-20），分两学期进行。

四、实验内容实验一恒温水浴的组装及性能测试目的要求（1）了解恒温槽的组成，掌握其控温原理（2）学会评价恒温槽的恒温效能。

物理化学实验

实验一磺基水杨酸铁配合物稳定常数的测定一．实验目的1．了解比色法测定溶液中配合物的组成和稳定常数的原理。

2．学习分光光度计的使用方法。

二．基本原理磺基水杨酸（SO 3HHOCOOH简化为H 3R ），与Fe 3+可以形成稳定的配合物，配合物的组成随溶液的pH 值的不同而改变。

在pH=2~3时，pH=4~9时，pH=9~11.5时，磺基水杨酸与Fe 3+能分别形成不同颜色且具有不同组成的配离子。

本试验是测定pH=2~3时形成的紫红色的磺基水杨酸铁配离子的组成及其稳定常数。

实验中通过加入一定量的HClO 4溶液来控制溶液的pH 值。

测定配离子的组成时，分光光度法是一种有效的方法。

实验中，常用的方法有两种：一是摩尔比法，一是等摩尔数连续变化法（也叫浓比递变法）。

本实验采用后者，用上述方法时要求溶液中的配离子是有色的，并且在一定条件下只生成这一种配合物，本实验中所用的磺基水杨酸是无色的，Fe 3+溶液很稀，也可以认为是无色的，只有磺基水杨酸铁配离子显紫红色，并且能一定程度的吸收波长为500nm 的单色光。

光密度又称吸光度，是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数，可用分光光度计测定。

光密度与浓度的关系可用比尔定律表示：CL A ε=其中：A 代表光密度；ε代表某一有色物质的特征常数，称之为消光系数；L 为液层厚度；C 为溶液浓度，当液层厚度一定时，则溶液光密度就只与溶液的浓度成正比。

本实验过程中，保持溶液中金属离子的浓度（C M ）与配位体的浓度（C R ）之和不变（即总摩尔数不变）的前提下，改变C M 与C R 的相对量，配制一系列溶液，测其光密度，然后再以光密度A 为纵坐标，以溶液的组成（配位体的物质的量分数）为横坐标作图，得一曲线，如图1所示，显然，在这一系列溶液中，有一些是金属离子过量，而另一些溶液则是配位体过量，在这两部分溶液中，溶液离子的浓度都不可能到最大值，因此溶液的光密度也不可能达到最大值，只有当溶液中金属离子与配位体的摩尔比与配离子的组成一致时，配离子的浓度才最大，因而光密度才最大，所以光密度最大值所对应的溶液的组成，实际上就是配合物的组成。

物理化学-物理化学-实验一：燃烧热的测定

实验一燃烧热的测定一、实验目的及要求1．用氧弹量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别与相互关系。

2. 了解氧弹量热计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。

3. 掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。

二、实验原理燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应。

所谓“完全燃烧”，是指有机物质中的碳燃烧生成气态二氧化碳、氢燃烧生成液态水等。

例如：萘的完全燃烧方程式为：C 10H 8(s)+12O 2(g)=10CO 2(g)+4H 2O(1)燃烧热测定可在恒容或恒压条件下进行。

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 = ΔU , 恒压燃烧热Q p = ΔH 。

在氧弹式量热计中测得燃烧热为Q v , 而一般热化学计算用的值为Q p ，这两者可通过下式进行换算：Q p = Q v + ΔnRT (1)式中Δn 为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量的差值；R 为摩尔气体常数；T 为反应温度（K ）。

在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹，然后是样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。

若已知水量为W 克，水的比热为C , 仪器的水当量W ’(量热计每升高1o C 所需的热量)。

而燃烧前、后的温度为t 0和t n 。

则m 克物质的燃烧热为：Q ’ = (CW + W ’) (t 0 - t n ) (2)若水的比热为1 (C = 1), 摩尔质量为M 的物质，其摩尔燃烧热为：Q = Mm (W + W ’) (t 0 - t n ) (3) 水当量W ’的求法是用已知燃烧热的物质（如本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧，测其始、末温度，按式（3) 求W ’。

一般因每次的水量相同，(W + W ’)可作为一个定值（W ）来处理。

故Q = Mm (W ) (t 0 t n ) (4) 在精确的实验中，辐射热及铁丝燃烧所放出的热量及温度计本身的校正都应该考虑。

《物理化学基础实验》银-氯化银电极的制备及热力学函数的测定实验

《物理化学基础实验》银-氯化银电极的制备及热力学函数的测定实验一、实验目的1．测定化学电池在不同温度下的电动势，计算电池反应的热力学函数r G m、rH m和rS ；2．学会银—氯化银电极的制备方法； 3．掌握电位差计的测量原理和使用方法。

二、实验原理电池除可用作电源外还可以用来研究构成此电池的化学反应的热力学性质，从化学热力学知道，在恒温，恒压，可逆的条件下，其电池的吉布斯自由能增量r G m与电池电动势E 有以下关系：zFE G m r -=∆ (1)根据吉布斯-亥姆霍兹公式，rG m 反应热rH m ，熵变rS m 和温度T 的关系为：m r pmr m r m r S T TG T H G ∆-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂=∆-∆ (2) 带入(1)式可得p m r T E zFT zEF H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+-=∆ (3)pm r T E zF S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=∆ (4)因此，在恒压下（一般在常压下），测量一定温度T 时的电池电动势E ，即可求得电池反应的rG m 。

测定不同温度下的电动势，最后以电动势对温度作图，即可从曲线求得电池的温度系数pT E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂。

利用(3)和(4)式，即可求得rH m 和rS m 。

如果电池反应中，反应物和生成物的活度系数均为1，温度为298K ，则所测定的电动势和热力学函数即为：E θ，mr H θ∆和r m S θ∆。

例如，电池：Ag|AgCl|KCl(a)|Hg 2Cl 2|Hg 在放电时，左边为负极，起氧化反应Ag+Cl -(a)= AgCl +e -其电极电势为：ϕAgCl/Ag =θϕAgCl/Ag –(RT/F )lna(Cl -) 右边为正极，起还原反应 1/2 Hg 2Cl 2+ e-= Hg + Cl -其电极电势为：Hg Cl Hg /22ϕ=θϕHgCl Hg /22–(RT/F )lna(Cl -) 总的电池反应为：Ag+1/2 Hg 2Cl 2= AgCl + Hg电池电动势为：E = Hg Cl Hg /22ϕ－ϕAgCl/Ag =θϕHgCl Hg /22－θϕAgCl/Ag =E θ由此可知，若在298K 测定该电池电动势，即可求得E θ,由（1）式求得G θ。

物理化学实验教材电子版

目录绪论.......................................... 错误!未指定书签。

第一节物理化学实验的目的与要求................. 错误!未指定书签。

第二节误差分析................................ 错误!未指定书签。

第三节物理化学实验数据的表达方法.............. 错误!未指定书签。

热力学部分实验一硫酸铜溶解热的测定 ........................ 错误!未指定书签。

实验二液体饱和蒸汽压的测定———静态法........... 错误!未指定书签。

实验三完全互溶双液系气－液平衡相图———最低恒沸点的测定错误!未指定书签。

电化学部分实验四电导法测定弱电解质的电离常数............... 错误!未指定书签。

实验五原电池电动势的测定——对消法............... 错误!未指定书签。

动力学部分实验六蔗糖水解转化的动力学研究................... 错误!未指定书签。

表面化学部分实验七溶液表面张力的测定——最大气泡法........... 错误!未指定书签。

实验八液体粘度测定及恒温槽的性能测定............. 错误!未指定书签。

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。

《物理化学基础实验》乙醇-环己烷气液平衡相图实验

《物理化学基础实验》乙醇-环己烷气液平衡相图实验一、实验目的用沸点仪测定在常压下环已烷-乙醇的气液平衡相图；了解沸点的测定方法；掌握超级恒温槽的使用方法；掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。

二、实验原理常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。

若两液体能按任意比例相互溶解，则称完全互溶双液体系；若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。

双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。

恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T —X 图。

如图5-1所示，图中纵轴是温度(沸点)T ，横轴是液体B 的摩尔分数x B (或质量百分组成)。

上面一条是气相线，下面一条是液相线，对于某一沸点温度所对应的二曲线上的两个点，就是该温度下气液平衡时的气相点和液相点，x 、y 分别是组分B 在气相和液相的摩尔分数(或质量百分组成)。

通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T —X 图上溶液的沸点介于A 、B 二纯液体的沸点之间见图1(a)。

而实际溶液由于A 、B 二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T—X 图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图1(b)，(c)所示。

恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。

本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的T —X 图。

其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率-组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制T —X 图。

图5-1 完全互溶双液系的相图 Figure 5-1 Phase diagram of completely mutually soluble double fluid system三、仪器和试剂仪器：阿贝折光仪、超级恒温水浴、数字温度计、沸点测定仪、调压变压器。

药品：无水乙醇（A.R.）、环己烷(A.R.) 、测工作曲线的10个标准双液系样、0.05，0.15，0.30，0.45，0.55，0.65，0.80，0.95（X环己烷）的双液系组分。

物理化学实验报告

《大学化学基础实验2》实验报告课程：物理化学实验专业：环境科学班级：学号：学生姓名：邓丁指导教师：谭蕾实验日期：5月24日实验一、溶解焓的测定一、实验名称：溶解焓的测定。

二、目的要求:(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。

(2)掌握作图外推法求真实温差的方法。

三、基本原理：盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程：一是晶格的破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，即离子的水合作用，为放热过程。

溶解焓则是这两个过程热效应的总和，因此，盐类的溶解过程最终是吸热还是放热，是由这两个热效应的相应大小所决定的。

影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。

热平衡式：△sol H m=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2式中, sol H m 为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓, J·mol , m1 , m2 分别为水和溶质的质量, M 为溶质的摩尔质量,kg·mol -1 ;C1 ,C 2 分别为溶剂水, kg; 溶质的比热容,J·kg -1；T 为溶解过程中的真实温差,K;C 为量热计的热容, J·K- 1 ,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质 KCl 的 T ,标定出量热计热容 C 的值.四、实验主要仪器名称：NDRH-2S型溶解焓测定实验装置1套（包括数字式温度温差测量仪1台、300mL简单量热计1只、电磁搅拌器1台）；250mL容量瓶1个；秒表1快；电子；蒸馏水天平1台；KCl；KNO3五、实验步骤：（1）量热计热容 C 的测定 ( 1 ) 将仪器打开 , 预热 . 准确称量 5.147g 研磨好的 KCl , 待用 .n KCl : n水 = 1: 200（2）在干净并干燥的量热计中准确放入 250mL 温室下的蒸馏水,然后将温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变化基本稳定后,读取水的温度 T1 ,作为基温.（3）同时, 每隔30s就记录一次温差值,连续记录8 次后, 将称量好的 5.174g KCl 经漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔 30s记录一次温度的数值,记录 8 次即可停止.（4）测出量热计中溶液的温度,记作 T2 .计算 T1 , T2 平均值,作为体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计.KNO3 熔解热的测定:标准称量 3.513g KNO3 ,代替 KCl 重复上述操作.六、实验数据记录与处理KCl溶解过程中数据记录：KCl质量：5.1774g 平均温度18.295℃未加KCl之前：t=19.24℃由图可知： T=1.89℃:△sol Hm（KCl）=18933J/mol；C1=4200J/kg·℃C2=699000J/kg·℃;M（KCl）=0.0745kg/mol；m1=0.25kg；m2=0.0051774kg由△sol Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2得：C=-4673.7898J/KKNO 3溶解过程中数据记录：KNO 3质量：3.510g 平均温度:18.735℃ 未加KNO 3之前：t=19.11℃加KNO 3后：由图可知： T=0.75℃;C=-1049.9943J/K;C1=4202J/kg ·℃C2=894900J/kg ·℃;M （KNO 3）=0.103kg/mol ；m1=0.25kg ；m2=0.0035112kg由△sol Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2得:△sol Hm(KNO3)=23.45123kJ/mol七、实验问题讨论1.样品颗粒的大小和浓度，对溶解焓测定有什么影响？答：粒度太大不好溶解要受影响，溶解过程过长温差变化过小，就会产生误差；浓度太大也是影响到溶解速度的，时间太长温差数值变化过大，溶解焓的测定就不准了。

物理化学

实验二凝固点下降法测定摩尔质量一、实验目的：1.通过实验，熟悉用凝固点下降法测定溶质的摩尔质量的方法，加深对稀溶液依数性的理解；2.掌握溶液凝固点的测量技术。

二、实验原理：溶液的液相与溶剂的固体成平衡时的温度称为溶液的凝固点。

在溶液浓度很稀时，溶液凝固点降低值仅取决于所含溶质分子的数目，凝固点下降是稀溶液依数性的一种表现。

凝固点下降法测定化合物的摩尔质量是一个简单而又较为准确的方法。

若一难挥发的非电解质物质溶于纯液体中形成一种稀溶液，则此液的凝固点降低值与溶质的质量摩尔浓度成正比，即：AB f Mm m K T T T 10000=-=∆ (5-1) 式中：T 0、T 分别为纯溶剂和溶液的凝固点；m B 、m A 分别为溶质、溶剂质量，M 为溶质的摩尔质量；K f 为溶剂的凝固点降低常数，其值与溶剂的性质有关，以水作溶剂，则为1.86。

由于过冷现象的存在，纯溶剂的温度要降到凝固点以下才析出固体，然后温度再回升到凝固点。

溶液冷却时，由于随着溶剂的析出，溶液浓度相应增大，故凝固点随溶剂的析出而不断下降，在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段，一般地，溶液的凝固点应从冷却曲线上待温度回升后外推而得。

因此，测定过程中应设法控制适当的过冷程度。

二、仪器和试剂：仪器和材料：数字式精密温差测定仪；凝固点测定管；800mL 、250mL 烧杯各一只，移液管50mL 、10mL 各一支；保温瓶（内有棉絮适量）一只；干燥器，放大镜一只，温度计（±20℃）一支。

药品：尿素（A.R.）；NaCl 。

四、实验步骤：1．用分析天平称取0.250~0.300g 的尿素二份，置于干燥器内。

2．将适量食盐，碎冰及水放入大烧杯中混合为冷浴，准确汲取60mL 蒸馏水注入清洁干燥的凝固点管，并将其置于冷浴内。

3．按图装好搅拌器，数字式精密温差测定仪的探头应位于管中心，并保持冷浴温度在-2~-3℃左右。

4．调节温差测定仪，数字显示为“0”左右。

物理化学实验

物理化学实验大三上学期实验一恒温槽1。

实验原理：恒温槽之所以能维持恒温,主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。

当恒温槽因对外散热而使水温降低时，恒温控制器就使恒温槽内的加热器工作，待加热到所需温度时，它又使加热器停止加热，保持恒定水温。

2.实验仪器：玻璃恒温水浴精密数字温度温差仪3.数据处理：恒温槽灵敏度te=±（t1—t2）/2（t1为最高温度，t2为最低温度），灵敏度曲线（温度—时间）4.课后题:⑴恒温槽主要由哪几个部分组成,各部分作用是什么？答：①浴槽：盛装介质②加热器:加热槽內物质③搅拌器：迅速传递热量,使槽内各部分温度均匀④温度计：观察槽内物质温度⑤感温元件：感应温度，指示加热器工作⑥温度控制器:温度降低时，指示加热器工作,温度升高时，只是加热器停止工作.⑵对于提高恒温槽的灵敏度,可以哪些方面改进？答：①恒温槽的热容要大些，传热质的热容越大越好.②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度，为此要使感温元件的热容尽量小,感温元件与电热器间距离要近一些，搅拌器效率要高。

③做调节温度的加热器功率要小.⑶如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽？答：通过辅助装置引入低温，如使用冰水混合物冰水浴,或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却(硝铵，镁盐等)实验二燃烧焓1实验原理:将一定量的待测物质在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使热量计本身及氧弹周围介质的温度升高，通过测定燃烧前后热量计温度的变化值，就可以算出该样品的燃烧热，其关系式为mQv=C△T-Q点火丝m点火丝.2仪器与药品：氧弹热量计压片机精密数字温度温差仪萘苯甲酸3数据处理：雷诺温度校正曲线将燃烧前后历次观测到的水温记录下来，并作图，连成abcd线.图中b点相当于开始燃烧之点,c点为观测到的最高温度点,由于热量计与外界的热量交换,曲线ab及cd常常发生倾斜。

取b点所对应的温度T1,c点所对应的温度T2,其平均温度(T1+T2）/2为T，经过T点作横坐标的平行线TO'，与折线abcd相交于O’点，然后过O'点作垂直线AB，此线与ab线和cd线的延长线交于E，F两点，则E点和F点所表示的温度差即为欲求温度的升高值ΔT。

《物理化学基础实验》燃烧热的测定实验

《物理化学基础实验》燃烧热的测定实验一、实验目的1. 通过测定萘的燃烧热，掌握有关热化学实验的一般知识和技术。

2. 掌握氧弹式量热计的原理、构造及其使用方法。

3. 掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。

二、实验原理燃烧热是指1 mol物质完全燃烧时的热效应，是热化学中重要的基本数据。

一般化学反应的热效应，往往因为反应太慢或反应不完全，因而难以直接测定。

但是，通过盖斯定律可用燃烧热数据间接求算。

因此燃烧热广泛地用在各种热化学计算中。

许多物质的燃烧热和反应热已经精确测定。

测定燃烧热的氧弹式量热计是重要的热化学仪器，在热化学、生物化学以及某些工业部门中广泛应用。

燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。

由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容反应热Q V＝ΔU，恒压反应热Q p＝ΔH。

在氧弹式量热计中所测燃烧热为Q V，而一般热化学计算用的值为Q p，这两者可通过下式进行换算：Q p＝Q V＋ΔnRT (1)式中：Δn为反应前后生成物与反应物中气体的摩尔数之差；R为摩尔气体常数；T为反应温度(K)。

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，然后使样品完全燃烧，放出的热量通过氧弹传给水及仪器，引起温度升高。

氧弹量热计的基本原理是能量守恒定律，测量介质在燃烧前后温度的变化值，则恒容燃烧热为：Q V＝（M/m）·W·(t终－t始) (2)式中：W为样品等物质燃烧放热使水及仪器每升高1 ℃所需的热量，称为水当量。

水当量的求法是用已知燃烧热的物质(如本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧，测定其始、终态温度,一般来说，对不同样品，只要每次的水量相同，水当量就是定值。

热化学实验常用的量热计有环境恒温式量热计和绝热式量热计两种。

环境恒温式量热计的构造如图4-1所示。

由图可知，环境恒温式量热计的最外层是储满水的外筒(图中5)，当氧弹中的样品开始燃烧时，内筒与外筒之间有少许热交换，因此不能直接测出初温和最高温度，需要由温度—时间曲线(即雷诺曲线)进行确定，详细步骤如下：将样品燃烧前后历次观察的水温对时间作图，联成FHIDG 曲线，如图4-2所示。

物理化学实验报告泡压法

一、实验目的1. 理解表面张力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义。

2. 掌握最大泡压法测定溶液表面张力的原理和操作方法。

3. 通过实验，提高对表面张力测定仪器的使用技能。

二、实验原理表面张力是指液体表面层分子间的相互作用力，表现为液体表面具有收缩趋势，使得液体表面积趋于最小。

最大泡压法是一种测定溶液表面张力的方法，其原理是在一定条件下，通过测量气泡的最大压力来确定溶液的表面张力。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：最大泡压法表面张力仪、精密数字压力计、吸耳球、移液管（各种量程）、容量瓶（50mL）。

2. 试剂：正丁醇（分析纯）、蒸馏水。

四、实验步骤1. 准备工作：首先检查仪器设备是否完好，将最大泡压法表面张力仪调零，确保压力计读数准确。

2. 测定蒸馏水的表面张力：取50mL蒸馏水于容量瓶中，用移液管准确量取一定体积的蒸馏水，加入最大泡压法表面张力仪的样品池中。

调整气泡发生器的位置，使气泡在液体表面形成稳定的膜。

观察气泡膜的变化，待气泡膜稳定后，记录气泡的最大压力值P1。

3. 测定正丁醇的表面张力：重复上述步骤，用移液管准确量取一定体积的正丁醇，加入最大泡压法表面张力仪的样品池中。

调整气泡发生器的位置，使气泡在液体表面形成稳定的膜。

观察气泡膜的变化，待气泡膜稳定后，记录气泡的最大压力值P2。

4. 数据处理：根据最大泡压法表面张力的计算公式，计算蒸馏水和正丁醇的表面张力。

公式如下：表面张力γ = P R / (2 cosθ)其中，P为气泡的最大压力值，R为气泡半径，θ为气泡膜与液体表面的接触角。

五、实验结果与分析1. 蒸馏水的表面张力：根据实验数据，计算得出蒸馏水的表面张力为0.072N/m。

2. 正丁醇的表面张力：根据实验数据，计算得出正丁醇的表面张力为0.036N/m。

通过对比蒸馏水和正丁醇的表面张力，可以发现正丁醇的表面张力明显低于蒸馏水，这可能与正丁醇分子结构有关。

六、实验总结本次实验通过最大泡压法测定了蒸馏水和正丁醇的表面张力，掌握了最大泡压法测定溶液表面张力的原理和操作方法。

物理化学实验报告

物理化学实验报告实验目的，通过本实验，掌握物理化学实验的基本操作技能，了解物理化学实验的基本原理和方法。

实验仪器，电子天平、容量瓶、分析天平、热力学仪器等。

实验原理，本实验主要涉及物理化学的热力学和动力学原理。

通过测量不同物质的密度、溶解度、热容量等物理化学性质，来探究物质的基本特性。

实验步骤：1. 密度测量，首先使用电子天平测量样品的质量，然后使用容量瓶测量样品的体积，通过质量和体积的比值计算出样品的密度。

2. 溶解度测量，将样品加入一定量的溶剂中，通过分析天平测量样品在溶剂中的溶解度，探究溶解度与温度、溶剂种类等因素的关系。

3. 热容量测量，利用热力学仪器测量样品在不同温度下的热容量，了解样品在不同温度下的热学特性。

实验结果与分析：通过实验数据的测量和分析，我们得到了样品的密度、溶解度和热容量等物理化学性质。

通过对实验结果的分析，我们可以得出一些结论：1. 样品的密度与其化学成分和结构有关，不同样品的密度差异较大。

2. 样品的溶解度受温度影响较大，随着温度的升高，溶解度也会增加。

3. 样品的热容量随着温度的变化而变化，不同样品的热容量差异较大。

结论：通过本实验，我们深入了解了物理化学实验的基本原理和方法，掌握了测量密度、溶解度和热容量等物理化学性质的技能。

这些知识和技能对我们进一步学习和研究物理化学领域具有重要的意义。

总结：物理化学实验是物理化学学科的重要组成部分，通过实验学习，我们不仅可以掌握基本的操作技能，还可以深入理解物质的基本性质和规律。

希望通过今后的学习和实践，我们能够进一步提高实验技能，为物理化学领域的研究和应用做出贡献。

《物理化学基础实验》丙酮碘化反应的速率方程实验

《物理化学基础实验》丙酮碘化反应的速率方程实验一、实验目的1．掌握用孤立法确定反应级数的方法； 2．测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数； 3．通过本实验加深对复杂反应特征的理解；4．掌握分光光度计合反应-吸收样品池的的使用方法。

二、实验原理1．大多数化学反应是由若干个基元反应组成的。

这类复杂反应的反应速率和反应物活度之间的关系大多不能用质量作用定律预示。

以实验方法测定反应速率和反应物活度的计量关系，是研究反应动力学的一个重要内容。

对于复杂反应，可采用一系列实验方法获得可靠的实验数据，并据此建立反应速率方程式，以其为基础，推测反应的机理、提出反应模式。

孤立法是动力学研究中常用的一种方法。

设计一系列溶液，其中只有某一物质的浓度不同而其它物质的浓度均相同，借此可以求的反应对该物质的级数。

同样可以得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。

2．本实验以丙酮碘化为例，说明如何应用孤立法和稳定态近似条件来推得速率方程以及可能的反应机理。

丙酮卤化反应是一个复杂反应，反应方程式为：+-++--→+--H X X CH OC CH X CH O C CH 23233|||| （1）式中X 2 为卤素。

实验表明，该反应的反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关，但却与溶液中丙酮和氢离子的浓度密切相关。

实际上，在一定浓度范围内，通常可以用物质的浓度替代活度表示某一物质对反应速率的影响。

对于上述反应，首先假设其反应速率方程为：zy x c c kc dtdc 碘酸丙碘⋅⋅=- （2）式中， x 、y 、z 分别代表丙酮、氢离子和碘的反应级数，k 为反应速率常数。

将（1）式取对数，得：碘酸丙碘c z c y c x k dt dc lg lg lg lg )lg(+++=-（3）在上述三种物质中，固定其中两种物质的浓度，配制出第三种物质的浓度不同的一系列溶液。

这样一来，反应速率只是该物质浓度的函数。

以)lg(dtdc 碘-对该组分浓度的对数作图，所得直线的斜率即为对该物质的反应级数。

物理化学实验报告

物理化学实验报告实验人：*****学号：*********班级：**********实验日期：2012/3/17实验一计算机联用测定无机盐溶解热一、实验目的（1）用量热计测定KNO3的积分溶解热。

（2）掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程动态曲线的方法。

二、实验原理盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程，后者为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

因此，盐溶解过程最终是吸热或放热，是由这两个热效应的相对大小决定的。

在恒压条件下，由于量热计为绝热系统，溶解过程所吸收的热或放出的热全部由系统温度的变化放映出来。

如下图：由图可知，恒压下焓变△H为△H1和△H2之和，即：△H=△H1+△H2绝热系统，Q p=△H1所以，在t1温度下溶解的恒压热效应△H为：△H=△H2=K（t1-t2）=-K(t2-t1) 式中K是量热计与KNO3水溶液所组成的系统的总热容量，（t2-t1）为KNO3溶解前后系统温度的变化值△t溶解。

设将质量为m的KNO3溶解于一定体积的水中，KNO3的摩尔质量为M，则在此浓度下KNO3的积分溶解热为：△sol H m=△HM/m=-KM/m·△t溶解K值可由电热法求取。

K·△t加热=Q。

若加热电压为U，通过电热丝的电流强度为I，通电时间为τ则：K·△t加热=IUτ所以K =IUτ/△t加热真实的△t加热应为H与G两点所对应的温度t H与t G之差。

三、试剂与仪器试剂：干燥过的分析纯KNO3。

仪器：量热计，磁力搅拌器，直流稳压电源，半导体温度计，信号处理器，电脑，天平。

四、实验步骤1用量筒量取100mL去离子水，倒入量热计中并测量水温。

2称取~（精确到±）。

3先打开信号处理器、直流稳压器，再打开电脑。

自动进入实验测试软件，在“项目管理”中点击“打开项目”，选择“溶解热测定”，再点击“打开项目”，输入自己学号和称取的样品重量。

物理化学实验1

实验一环己烷—乙醇恒压气液平衡相图绘制四、思考题：(1) 如何才能准确测得溶液的沸点？为了得到预期的分离效果，设计精馏装置必须掌握准确的气液平衡数据，也就是平衡时的气、液两相的组成与温度、压力间的依赖关系。

(2) 埃立斯平衡蒸馏器有什么特点？其中蛇管的作用是什么？保持气相和液相平衡；让气相冷凝液滴入接受器11(3) 埃立斯平衡蒸馏器为何要上下保温？为何气相部位（套管8）温度应略高于液相部位（套管6）温度？加热一定时间后溶液开始沸腾，气、液两相混合物经蛇管口喷于温度计底部；为了防止蒸气过早的冷凝，通过可控硅调压器将上保温电热丝加热(4) 试简述在本实验过程中，埃立斯平衡蒸馏器是如何实现气液两相同时循环的？在沸腾器P中盛有一定组成的二元溶液，在恒压下加热。

液体沸腾后，逸出的蒸气经完全冷凝后流入收集器R。

达一定数量后溢流，经回流管流回到P。

由于气相中的组成与液相中不同，所以随着沸腾过程的进行，P、R两容器中的组成不断改变，直至达到平衡时，气、液两相的组成不再随时间而变化，P、R两容器中的组成也保持恒定。

分别从R、P中取样进行分析，即得出平衡温度下气相和液相的组成。

实验二: 溶液表面张力测定(1)实验时，为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置，如插入一定深度对实验有什么影响？这样可以产生表面张力，如果插入一定深度，则所受压力就会增大。

对于毛细管，理想情况下气泡在变化过程中总是呈球形。

当气泡半径最小且等于毛细管的半径R时，气泡内外的压力差△P最大。

(2) 在毛细管口所形成的气泡什么时候半径最小？当气泡内外的压力差△P最小(3) 实验中为什么要测定水的△P0，max？由于直接测量毛细管的半径较为困难，因此可以采用相对法来测量。

(4) 为什么要求从毛细管中逸出的气泡必须均匀而间断？如何控制出泡速度？怕产生大的气泡影响测量准确性；通过活塞10调节水滴滴入增压瓶11中的速度实验三量气法测定一级反应速率系数（1）反应中KI起催化作用，它的浓度与实验测得的表观反应速率系数k1的关系如何？反应速率与H2O2的浓度的一次方成正比.（2）实验中放出氧气的体积与已分解了的H2O2溶液浓度成正比，其比例常数是什么？试计算5mL 3%H2O2溶液全部分解后放出的氧气体积（25℃，101.325kPa，设氧气为理想气体，3% H2O2溶液密度可视为1.00 g /cm3 ）。

《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验

《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验一、实验目的学会用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积；了解郎缪尔单分子层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理。

二、原理与方法溶液的吸附可用于测定固体比表面积。

次甲基蓝是易于被固体吸附的水溶性染料，研究表明，在一定浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附，符合郎缪尔吸附理论。

郎缪尔吸附理论的基本假设是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能被再吸附；在吸附平衡时候，吸附和脱附建立动态平衡；吸附平衡前，吸附速率与空白表面成正比，解吸速率与覆盖度成正比。

设固体表面的吸附位总数为N ，覆盖度为θ，溶液中吸附质的浓度为c ，根据上述假定，有吸附速率： r 吸 = k 1N(1-θ)c (k 1为吸附速率常数) 脱附速率： r 脱 = k -1N θ (k -1为脱附速率常数) 当达到吸附平衡时： r 吸 = r 脱即 k 1N (1-θ)c = k -1N θ 由此可得: cK c K 吸吸+=1θ (1)式中K 吸=k 1/k -1称为吸附平衡常数，其值决定于吸附剂和吸附质的性质及温度，K 吸值越大，固体对吸附质吸附能力越强。

若以Γ表示浓度c 时的平衡吸附量，以Γ∞表示全部吸附位被占据时单分子层吸附量，即饱和吸附量，则：θ =Γ /Γ∞带入式(2-25-1)得：cK cK 吸吸+=∞1ΓΓ(2) 整理式(2-25-2)得到如下形式c K c∞∞+=ΓΓΓ11吸 (3)作c/Γ～c 图，从直线斜率可求得Γ∞，再结合截距便可得到K 吸。

Γ∞指每克吸附剂对吸附质的饱和吸附量(用物质的量表示)，若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为σA ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算S =Γ∞L σA(4)式中S 为吸附剂比表面积，L 为阿伏加德罗常数。

次甲基蓝的结构为：阳离子大小为17.0 ×7.6× 3.25 ×10-30 m 3次甲基蓝的吸附有三种取向：平面吸附投影面积为135×10–20 m 2，侧面吸附投影面积为75×10–20 m 2，端基吸附投影面积为39×10–20 m 2。

物理化学实验3篇

物理化学实验第一篇：酸碱滴定实验实验目的：1、熟练掌握酸碱滴定的基本原理和实验方法；2、掌握酸碱滴定的计算方法和常见误差的排除方法；3、了解常见酸、碱的性质和运用。

实验原理：酸碱滴定是一种定量分析方法，通常用于测定酸、碱溶液浓度，以及不同物质间的物化性质。

酸碱滴定的原理是在滴定过程中，酸碱指示剂的颜色会随着pH值的变化而改变，从而确定溶液的中和点。

滴定过程中，酸碱相互反应发生，将酸性溶液中的氢离子（H+）与碱性溶液中的氢氧根离子（OH-），发生反应生成水，使pH值由酸性过渡到中性和碱性。

滴定完成后，可以根据所添加的酸、碱的浓度计算出被滴定物质的浓度。

实验步骤：1、准备滴定仪器，将酸、碱分别倒入容量瓶中，用去离子水稀释至预定体积。

并加入相应指示剂。

2、将酸和碱的浓度预估值记录下来，至滴定过程中计算浓度提供参考。

3、用滴管逐滴加入稀硝酸至样品处于酸性，滴定时要轻轻旋转烧杯，预防液面波动。

4、倒入酸性溶液后，进行反应平衡，记录初值，开始滴定碱溶液直至出现终点颜色变化。

注意滴定时，滴液应缓慢、均匀、持续，并充分搅拌与反应。

5、记录终点滴数，计算浓度。

实验注意事项：1、滴定时要每滴排掉，每滴加入时需要旋转烧杯，充分反应。

2、不得用过氧化氢和KMnO4作为氧化剂，否则氧化反应过于剧烈，会产生更多误差。

3、选择合适指示剂，根据所测酸、碱的性质进行选择。

实验结果：本实验掌握了酸碱滴定的基本原理和实验方法，了解常见酸、碱的性质和运用。

在实验过程中，我们成功地测定了不同浓度的酸溶液和碱溶液的浓度，并应用所学知识计算和分析了实验结果，进一步深化了酸碱滴定理论和实践运用。

初中物理化学实验

初中物理化学实验
本篇实验将介绍一个众所周知的实验——“油和水的分离”。

实验器材：
1. 一杯水
2. 一些食用油
3. 玻璃棒或小勺子
实验步骤：
1. 在杯中加入适量的水。

2. 在水中缓慢加入一些食用油，大约是水的 1/4 到 1/3 的量，然后轻轻搅拌。

3. 静置一会儿，观察并比较油和水的上下分层现象。

实验原理：
水和油是两种不相溶的液体，因为它们的分子极性不同。

水是极性分子，而油不是极性分子。

在实验中，我们在水中加入了一些油，由于两种液体不相容，油会团块的飘浮在水的表面上，形成分层。

实验结果分析：
我们可以看到，油在水的表面形成了一个薄薄的膜，不断增加，而水则在油的下方形成单独的一层。

当我们搅拌后，两种液体再次混
合，但在静置时，油和水总是自然分离。

这个实验给我们展示了这种分离过程的本质。

实验应用：
了解油和水的分离原理在现实生活中非常实用。

例如，在烹饪过程中，分离油和调味汁可以让食物更加美味。

另外，在工业上，将油和水分离也是必要的，以便在处理危险废物和清洗工业设备时更加有效。

总结：
通过这个简单的实验，我们可以掌握水和油之间的不相溶和分离原理。

希望这个实验能够帮助大家更好地了解化学科学基础，同时也能同学习生活技能融合起来。

物理化学实验

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1．用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能。

2．了解二级反应的特点。

3．了解电导率仪的构造，掌握其使用方法。

二、实验原理乙酸乙脂皂化反应属二级反应，其计算公式：k t=1/（atk）×（k0-k t）+ k∞，以k t对(k0－k t)/t作图可得一直线，其斜率等于1/(ak)。

由此可求得反应速率常数k。

当把电导仪的输出与记录仪连接，就可自动记录电导的变化。

这时记录纸上的峰高将与电导成正比。

因此用峰高代替电导代入上式同样可求得k值。

三、实验步骤1．将电导仪的记录输出与记录仪相连。

2．为了选择好电导率仪的量程和记录笔的合适位置，可先将稀释一倍的NaOH溶液20mL置于电导管中，插入电极，调节电导率仪选择开关和校正调节器，使记录笔在8mv左右。

(记录仪要先调零，量程置于10mv)，走纸速度为8mm/min。

3．将混合反应器置于20℃恒温槽中，用移液管取20mL 0.02 mol L-1NaOH 标准溶液置于1池中，再取20ml 0.02 mol L-1乙酸乙酯溶液置于2池中，将电导电极插入2池，恒温10min。

4．待记录笔正好走在记录纸的某一横线处时，迅速用洗耳球使1、2池中的溶液混合均匀，约20min即可停止实验。

5．将混合反应器置于30℃恒温槽中，用移液管取20mL 0.02 mol L-1 NaOH 标准溶液置于1池中，再取20ml 0.02 mol L-1 乙酸乙酯溶液置于2池中，将电导电极插入2池，恒温10min。

6．待记录笔正好走在记录纸的某一横线处时，迅速用洗耳球使1、2池中的溶液混合均匀，约20min即可停止实验。

7．实验完毕，清洗玻璃仪器，关闭电源，整理实验台。

四、数据处理1．将记录纸剪下。

横坐标走纸速度确定反应时间。

纵坐标可取任意标度，用来代表电导变化。

将曲线外推至起始混合得时间求得k0值。

从图上取各时间相应得纵坐标值填入记录表格中。