1、普适气体恒量的测定这里介绍两种测定方法，实验者可以根据具体条件加以选择。（1）用一定质量的空气测 p、T、p 法设计思想因为克拉珀龙方程RTMpV在温度不太低、压强不太大的条件下，对一切气体都适用。因此，可以采用混合气体空气作为实验中的理想气体来测定普适气体恒量。 将密度 代入克拉珀龙方程，则有VTpR因此，只要测出 p、T、即可求得普适气体恒量 R 值。实验所用仪器简单，取材、操作比较方便，一般情况下实验相对误差小于 10。实验器材U 形气压计，锥形烧瓶，温度计，打气筒，福廷式气压计（公用） ，玻璃三通管，铁架台及烧瓶夹，胶管。实验方法实验可采用图 3-81 所示装置。实验时，首先用打气筒向
2、容器打入空气。从U 形压强计读出瓶内空气压强 p，由温度计读出实验室室温 t，求得 T。然后由公式 Tp0图 3-81求出此时容器中空气密度 。把 p、T、 代入公式R即可求得 R 值。改变烧瓶中气体的压强 P 和气体密度 值，重复前面的步骤，再求得 R 值。把二次 R 值的平均值 R 作为实验值。实验结果示例室温：16当天大气压强： p o=759 毫米汞柱标准状态下的空气密度：p=1239 克米 3空气 值：29.34 克摩尔R=8.4188.42(Jmol. K)（2）电解水法设计思想根据克拉珀龙方程，用直接测出在某一状态下气体质量的方法进行实验，测定 R 值，在目前中学条件下是有一定困
3、难的。而如果采用电解水的方法，就能够在封闭的集气管里获得一定质量的氧气和氢气，它们的质量可以由法拉第电解第一定律和第二定律计算得出，即(1)QnAFmHH001式中 F 为法拉第常数。A´n 为氢（或氧）的化学当量。Q 为电解时通过电解液的电量。测出电解时电路中的电流强度 I 及电解时间 t，则Q=It （2）代入克拉珀龙方程可求得AItnFTpVR用常规方法测量出电解后从电极上析出的氢气（或氧气）的状态参量p、V、T，即可求出 R。实验器材电解水器，架台及蝶式滴定夹，学生电源，直流安培计，滑线变阻器（50、1.5 A)，单刀开关、导线，秒表，福廷式气压计（公用） ，电解仪器的电极材
4、料用铂(p t)。为减少测定气体压强的困难，贮液漏斗与集气管之间用乳胶管连接。 实验方法按图 3-82 所示，将电解水容器竖直地固定在架台上，贮液漏斗与集气管阀门等高。把水注入贮液漏斗，除两支集气管中注满水外，贮液漏斗也要贮存一些水。由于纯水的电阻较大，电解速度较慢，可在蒸馏水中加入少量硫酸以增加水的导电能力， （每 100 毫升水中注入 5-6 毫升、密度为 1.84 克毫升的浓硫酸） 。把电解水器的两个电极、滑线变阻器 R、安培计(mA)、开关 K 及学生电源 E 按图 3-83 所示电路连接好。1关闭集气管上的阀门，实验测试之前预先电解 3-5 分钟，同时调节好电路中的电流强度。电解时的
5、电流强度不小于 0.3 安培。2。打开阀门，放掉集气管中的气体，让水重新注满集气管后，即可开始正式实验，闭合开关 K，同时用秒表开始计时。电解过程中，注意保持电流强度 I的稳定性，若有偏离应及时调整。当在负极上析出的氢气约有 20 毫升时即可切断电源。记下电解时间 t。图 3-82 图 3-833.测量封闭在集气管中的氢气（或氧气）的状态参量 p、V、T。测量方法：从支架上取下贮液漏斗移至集气管旁，并使贮液漏斗的液面分别与两支集气管中的液面等高，此时，集气管中的气体压强 p 就等于当时的大气压强。集气管液面上方的容积就是氢气（或氧气）在该压强下的体积 V，其数值可以从集气管上的刻度直接读出。气
6、体的温度 T 就是实验时的室温。实验时的大气压强 p 由福廷式气压计测定。4。交换正、负电极重复上述实验。注意事项1向集气管中注水时，应该使水面略高于阀门，以保证集气管中不留存气体，乳胶管中不能有气泡。为防止电解时水溢出漏斗，贮液漏斗中贮存的水不要太多。2为便于在电解过程中用滑动变阻器调整电流强度，电解时电压可高一些。3交换正、负电极重复实验时，也要预先进行电解。预先电解除了调整电流强度外，还能把电解液里的某些杂质沉积起来，并使氢气（或氧气）在水中的溶解度达到一定的数值，以减小实验误差。实验结果示例下表为在不同条件下所进行的几次实验结果。可以看出，实验误差在允许范围之内。实验数据处理时，要统一用国际单位制，l 毫米汞柱=133.3 帕（取四位有效数字） ，法拉第常数 F 取 9.65×104库仑/摩尔，氢气、氧气的摩尔质量分别为 0.002 千克摩尔、0. 032 千克/摩尔，化学当量：氢为0.001 千克摩尔，氧为 0.008 千克/摩尔，其它单位如表。
