物化实验思考题 湖工

表面张力

测定时毛细管端刚好和溶液面相切

1．在测量中，如果抽气速率过快，对测量结果有何影响？

答：若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定；亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，来回速度跳动，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。

2．如果将毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗？为什么？

答：不行。毛细管内的空气与关口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压，使实验测得的表面张力值偏高（如果将毛细管末端插入到溶液内部，毛细管内会有一段水柱，产生压力Pˊ，则测定管中的压力Pr会变小，△pmax会变大，测量结果偏大。）

3.本实验中为什么要读取最大压力差？

答：如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯(Laplace)公式，此时能承受的压力差为最大：△pmax=p0-pr=2σ/γ。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。

4.表面张力仪的清洁与否和温度的不恒定对测量数据在何影响

答：若玻璃器皿不清洁和温度的不恒定，则气泡将会不能连续稳定地流过，而使压差计读数不稳定。温度对σ、 和折射率都有较大的影响。虽然质量百分浓度与温度无关，但由于折射率随温度的波动，若温度不恒定，故难得出未知溶液的

准确浓度。（测定时毛细管及支管试管应洗涤干净，否则气泡不能连续形成而影响最大压差的测定）

5、影响本实验的关键因素

A.液面相切程度，毛细管干净与否

B.毛细管半径不能太大或太小。太大，所需压力太小，测定误差增大；太

小，气泡易从管中成串连续冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压

力差不准

C.毛细管插入深浅不一，或不垂直，均影响读数准确性

6、气泡溢出速度较快或者不成单泡，对实验结果有什么影响？毛细管尖端为什么要刚好接触液面？

答案：出泡速率不能太快，因为出泡速率快将使表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平衡，也将使气体分子间摩擦力和流体与管壁间的摩擦力增大，这将造成压力差增大，使表面张力测定值偏高。所以要求从毛细管中溢出的气泡必须单泡溢出，有利于表面活性物质在表面达到吸附平衡，并可减少气体分子及气体与管壁之间的摩擦力，才能获得平衡的表面张力。

毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。假如毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。为了减少静压力的影响，应尽可能减少毛细管的插入和深度，使插入深度△h接近0。毛细管内的空气压力与管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏高。

8、温度和压力的变化对测定结果有无影响？如果有，有什么影响？

答案：温度越高，表面张力越小，到达临界温度时，液体与气体不分，表面

张力趋近于零。最大泡压法测定时，系统与外界大气的压力差越大，表面张力就越大。

乙酸乙酯造化反应

⑴为何本实验要在恒温条件进行，而CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？

答：因为反应速率k受温度的影响大，（kT+10）/kT=2~4，若反应过程中温度变化比较大，则测定的结果产生的误差较大；反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。

2、注意事项：

A.乙酸乙酯皂化反应系吸热反应，混合后体系温度降低，故在混合后的开

始几分钟内所测溶液电导偏低。因此最好在反应6分钟后开始测定，否

则所得结果呈抛物线形。

B.如NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液浓度不等，而所得结果仍用两者

浓度相等的公式计算，则作图所得直线也将缺乏线性。

C.温度对速率常数影响较大，需在恒温条件下测定。在水浴温度达到所要

的温度后，不急于马上进行测定，须待欲测体系恒温10分钟，否则会

因起始时温度的不恒定而使电导偏低或偏高，以致所得直线线性不佳。

D.测定k0时，所用的蒸馏水最好先煮沸，否则蒸馏水溶有CO2，降低了

NaOH的浓度，而使k0偏低。

E.测35℃的k0时，如仍用25℃的溶液而不调换，由于放置时间过长，溶

液会吸收空气中的CO2，而降低NaOH的浓度，使k0偏低，结果导致

k值偏低。

F.由于CH3COOC2H5易挥发，故称量时应在称量瓶中准确称取，并需动

作迅速。

3、如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液，是否能用此法求算k值？为什么？

不能。因为在推导时，前提条件是强电解质的稀溶液，只有溶液浓度足够稀时，才能保证浓度与电导有正比关系。一般NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200mol·dm－3为宜，若浓度过低，则因电导变化太小，测量误差大。

4、为什么反应物的浓度要相等？如果反应物的浓度不等，应怎样计算？

二级反应有反应物浓度相同和不同两种反应形式，由于两种反应物浓度相同时，反应速率常数k的表达式较简单，简化计算减小实验难度，所以本实验反应物浓度相等。如果不同，则k=1/t(a-b)·ln[b(a-x)/a(b-x)]。

5、为什么要将电导率仪的温度旋钮选为“25”？

答：测量值就是待测液在实际温度下未经补偿的原始电导率值

6、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验中为什么要是两种反应物的浓度相等？如何配置制定浓度的溶液？

在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。不同反应时间的OH的浓度，可以用标准酸滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。

找出室温下，乙酸乙酯的密度，进而计算出配制100mL和氢氧化钠同浓度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯体积，然后用1mL移液管吸取乙酸乙酯注入100mL

容量瓶，稀释至刻度即可。（为了处理方便起见，设乙酸乙酯和氢氧化钠起始浓