1、挥发性双液系 TX 图的绘制一、实验目的1用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系（环己烷乙醇的 TX 图） ，并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。2了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用。二、实验原理单组分液体在一定的外压下沸点为一定值，两种完全互溶的挥发性液体（A 和 B）组成的体系在一定温度下平衡时其气、液两相组成通常并不相同。实验中在恒压下将溶液加热至沸腾，记录沸点并分别测出气相和液相的平衡组成，就可绘出 TX 图，用以表征二组分气液两相平衡体系。实际体系大多与拉乌尔定律有一定的偏差，是非理想溶液。对于两组分体系，根据正负偏差的大小它们的 TX 图可分三类：
2、液体与拉乌尔定律的偏差不大，在 TX 图上溶液的沸点介于 A、B 两物质之间（图 a） ，如苯甲苯体系。实际溶液由于 A、B 两组分相互影响，常与拉乌尔定律有较大负偏差，在 TX 图上出现最高点（图 b） ，如盐酸水体系；丙酮氯仿体系；由于 A、B 两组分混合后与拉乌尔定律有较大正偏差，在TX 图上出现最低点（图 c） ，如水乙醇体系；苯乙醇等体系； 、类溶液在最高点或最低点时气、液两相组成相同，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，恒沸点混合物蒸馏无法改变其组成。平衡时气液两相组成的分析，使用阿贝折射仪测定折射率。因为溶液的折射率与其组成有关，所以可从工作曲线获得组成数据。三、仪器
3、与试剂1仪器：蒸馏器 1 只，阿贝折光仪 1 台，温度计(50100，最小分度 0.1)1 支，稳流电源(2A)1 台，超级恒温槽 1 台，吸液管（干燥） ，小玻璃漏斗 1 只2药品：环己烷（化学纯） 、乙醇（化学纯） 、丙酮（分析纯）四、实验步骤：1配制含乙醇约 5%、10%、20%、30% 、40%、50%、60%、75%、85% 、90%质量的环己烷溶液。 （实际已配制）2温度计校正：将蒸馏器用丙酮洗净并用电吹风干燥后，用漏斗从加料口处加入乙醇约25ml，使温度计水银球的位置一半浸入溶液中，一半露在蒸气中，通电加热时溶液沸腾（电流不超过 2A） ，待温度恒定后，记录所得温度和室内大气压力
4、。停止通电，倾出乙醇到原瓶中。3在蒸馏器中加入 25mL 含有乙醇约为 5%的环己烷溶液，打开冷却水，同法加热使溶液沸腾。最初在冷凝管下端袋状部的液体不能代表平衡时气相的组成，为加速达到平衡可将袋状部内最初冷凝的液体倾回蒸馏器底部，并反复 23 次，待温度读数恒定再维持 3-5min 后记下沸点并停止加热。随即在冷凝管上口插入长吸液管吸取袋状部的蒸出液，迅速测其折光率。再用另一根短的吸液管，从蒸馏器的加料口吸出液体迅速测其折光率。迅速测定是防止由于蒸发而改变成分。每份样品需读数三次，取其平均值。实验完毕，将蒸馏器中溶液倒回原瓶。同法用含有乙醇约为 10%、20% 、30%、40% 、50% 、
5、60%、75%、85%、90% 的环已烷溶液进行实验，各次实验后的溶液均倒回原瓶中。实验过程中应注意室内气压的读数注意事项：1电阻丝不能露出液面，一定要被欲测液体浸没，否则通电加热会引起有机液体燃烧。通过电流不能太大(在本实验所用电阻丝时 )，只要能使欲测液体沸腾即可，过大会引起欲测液体(有机化合物)的燃烧或烧断电阻丝。2一定要使体系达到气、液平衡，即温度读数恒定不变。3只能在停止通电加热后才能取样分析。 4使用阿贝折光仪时，棱镜上不能触及硬物(如滴管) ，探棱镜时需甩擦镜纸。5实验过程中必须在冷凝管中通入冷却水，以使气相全部冷凝。五、实验记录及数据记录与处理由于试验温度并不是 25，所以需要
6、校正折光率，25时水的折光率为 1.3325，温度每升高 1，水的折光率降低 ，有机物通常降低 ，所以410410256. 6.DnEtOHx 25Dn（校正折光率）6.1Dn1.00 1.35935 1.362950.8992 1.36867 1.372270.7948 1.37766 1.381260.7089 1.38412 1.387720.5941 1.39216 1.395760.4983 1.39836 1.401960.4016 1.40342 1.407020.2987 1.40890 1.412500.2050 1.41356 1.417160.1030 1.41855 1
7、.422150.00 1.42338 1.42698若不求作工作曲线，利用 表，若实测值介于两个值之间，采用内插法求算。EtOHx6.1Dn液相 气相序号 /沸 点t6.1%/EtOHx6.1Dn%/EtOHx5% 67.15 1.4256 2.9428571 1.4033 47.269169910% 65.05 1.4206 13.4683366 1.4095 35.503211620% 64.80 1.4089 36.629854 1.4052 43.638142230% 64.80 1.4025 59.2706719 1.3995 53.631096740% 65.35 1.3817 7
8、0.1080805 1.4006 51.931419350% 65.45 1.3874 59.9786687 1.4015 50.540774160% 66.10 1.3820 69.5749535 1.3984 55.330774175% 68.00 1.3725 89.6529032 1.3965 58.266580685% 71.10 1.3630 99.9459227 1.3640 98.864377690% 72.40 1.3650 97.7828326 1.3820 88.72408661212nx如图中蓝点所示，体系最低共沸点为 64.8，此时异丙醇的质量分数为 43.64%。附
9、利用工作曲线来计算组成：测 定 折 射 率 与 组 成 的 关 系 ， 若 求 作 工 作 曲 线 ， 则 如 图 所 示 ， 求 得 方 程则 6.1， 液Dn1.42561.42061.40891.40251.38171.38741.38201.37251.36301.3650%/EtOH3.7352013 14.446838337.474737348.863331279.977082 72.348169579.592452 90.8610812100.24763798.4279256.1， 气1.40331.40951.40521.39951.40061.40151.39841.3965
10、1.36401.3820/t47.48647 36.363263244.162933953.907693252.079886350.565639255.710266958.764369299.348208 79.592452如图中绿点所示，体系最低共沸点为 64.8，此时异丙醇的质量分数为48.86%。气x6466687072740 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 x/%t/ 挥发性双液系 t x相图的绘制 液00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.36 1.37 1.38 1.39 1.4 1.41 1.42 1.436.1DnEtOHx
11、9.059.183.271426.RxxnD646566676869707172730 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %/x 气x液六、思考题1蒸馏其中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响？答：袋状部不能够太大，太大收集的液体就是一段很长时间内蒸馏所得的液体的总和，含有较多非平衡时的气相冷凝液，偏离平衡时气相组成。袋状部太小，就无法够收集足够的气相冷凝液。2蒸馏时因仪器保温条件欠佳，TX 图将怎样变化？答：可以认为保温欠佳是从蒸气离开液面开始。液相点基本不变，而气相点会向恒沸点方向移动（恒沸点两侧情况相同） ，从而引起整个 TX 图图形变胖。恒沸点只与外压
12、有关，所以保温不好理论上不会改变恒沸点，但实验中不可能直接测定恒沸物，所以数据及作图误差可能改变恒沸点。3你认为本实验所用的蒸馏器尚有哪些缺点？如何改进？答：（1）装置的整体保温效果不佳，在烧瓶的上部可以加上保温套，否则会在这一空间形成温度梯度，造成进入袋状部分的液体不是平衡时候气相部分的组成。（2）在直形冷凝管得上部有可能造成气相部分的挥发，导致袋状部分的平衡组成改变，也会带来误差，可以加长直形冷凝管。4试估计哪些因素是本实验误差的主要来源。答：（1）溶液恒温回流过程做得不好是本实验最主要误差所在。袋状部分的组成可能由于回流不够，或者未达到平衡温度，而不能够代表平衡温度下的气相组成。（2）室
13、温的读数误差，此误差将影响校正值的大小。（3）折光率测量偏差，因为有机液体易挥发，测定的速度必须很快，否则就会引入误差。5试推导沸点校正公式： 。10325)(0pTbb答：根据公式： （克劳修斯-克拉贝龙方程）和 （特鲁2RHpdTm 18molKJTH顿法则） ，得：即 8Tp10所以： 325Tb移项即可得所求的公式。CTRHp1lnmvap液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的 1明确液体饱和蒸汽压的意义，熟悉纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系以及克劳休斯-克拉贝农方程。2了解静态法测定液体饱和蒸汽压的原理。3学习用图解法求解被测液体在试验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。二、实验原理1热力
14、学原理通常温度下(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 1mol 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；温度降低时，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，外压不同时，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正常沸点。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，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度； 为在温度 T 时纯液体的摩尔气mvapH化热。假定 与温度无
15、关，或因温度范围较小， 可以近似作为常数，积分上vap式，得： 其中 C 为积分常数。由此式可以看出，以 lnp 对 1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 ，由斜率可求算液体的 。vap mvapH2实验方法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。本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。 2mvapdlnRTH平衡管由 A 球和 U 型管 B、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压力计相连。A 内装待测液体，当 A 球的液面
16、上纯粹是待测液体的蒸气，而 B 管与 C 管的液面处于同一水平时，则表示 B 管液面上的 (即 A 球液面上的蒸气压) 与加在 C 管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。可见，利用平衡管可以获得并保持系统中为纯试样时的饱和蒸汽，U 形管中的液体起液封和平衡指示作用。三、仪器与试剂恒温水浴；平衡管，温度计，冷凝管，数字式低真空测压仪，真空泵及附件，环己烷。四、实验步骤1安装仪器 等待测液体（本实验是环己烷）装入平衡管，A 球内约占 4/5 体积，此时 U 型管内不能有液体。再按照图一装妥个部分。2抽真空、系统检漏 将进气阀、阀 2 打开，阀 1 关闭。抽气减压
17、至压力计显示压差为-80KPa 时关闭进气阀和阀 2，如压力计示数能在 3-5min 内维持不变，则系统不漏气。3排除 AB 弯管空间内的空气和形成液封 打开阀 1，恒温槽温度调至比次大气压下待测液沸点高 3-5，如此沸腾 3-5min，停止加热，关闭阀 14环己烷饱和蒸汽压的测定 当 b、c 两管的液面到达同一水平面时，立即记录此时的温度和压力，并打开阀 2，使测量系统的压力减小 5-7kPa，液体将重新沸腾，又有气泡从平衡管冒出，关闭阀 2，继续降低水温。当温度降到一定程度时，B,C 液面又处于同一水平面，记录此时的温度计压力计读数。重复上述操作，每次使系统减压 5-7kpa，测至少 8
18、组数据。实验结束后，先将系统排空，然后关闭真空泵。五、实验记录及数据记录与处理被测液体：环己烷 室温： 16.60 大气压：101.49kPa(1) 数据记录恒温槽温度/tKT/310/压力计读数 kPap/ kPapp/大 气液液体的蒸汽压pln20.00 293.20 3.411 -81.99 19.60 2.9755325.00 298.20 3.353 -78.92 22.57 3.1166230.00 303.20 3.298 -75.84 25.65 3.2455435.00 308.20 3.245 -72.68 28.81 3.36072平衡管恒温槽冷凝管精密数字压力计缓冲瓶平
19、衡阀平衡阀 2(通大气用 )平衡阀 1（抽真空用）液体饱和蒸气压测定装置图衡阀40.00 313.20 3.193 -68.89 32.60 3.4843145.00 318.20 3.143 -66.00 35.49 3.5692550.00 323.20 3.094 -62.55 38.94 3.66202(2)以 对 作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度范围内液体的平均摩尔plnT1汽化热 。mvaH由 lnP= -2.1742 + 10.407,得 得：310/KTRHkmvapmolJkRHmvap /8.34.172.当液体的蒸气压为 101.49 kPa 时，代入 ，即CTR
20、Papmvp1/lnT = 334.82K = 61.67407.13.849.10ln六、思考题:1为什么 AB 弯管中的空气要干净？怎样操作？怎样防止空气倒灌？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；将水浴温度升高到 85C 沸腾 3 分钟即可；检漏之后要关闭阀 1，防止外界空气进入缓冲气体罐内。2本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？答：溶液不是纯净物，其沸点不稳定，实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点。3为什么实验完毕以后必须使系统和真空泵与大气相通才能关闭真
21、空泵？答：如果不与大气相通，球管内的液体可能会被吸入到缓冲储气罐。4如果用升温法测定乙醇的饱和蒸汽压，用该实验装置是否可行？若行，如何操作？答：升温法可行。先打开阀 2，关闭阀 1，使储气管内压强达-50kPa 左右，关闭阀2，温度每升高 3-5C，打开阀 1，增大压强使球形管内液面相平。5将所测摩尔汽化热与文献值相比较，结果如何？答：由于当地大气压及实验误差，结果将偏小。6产生误差的原因有哪些？答：当地大气压、判断液面是否相平的标准、液面相平时数据的采集都会对实验结lnP= -2.1742 + 10.407310/KT 纯液体饱和蒸汽压的测定R2 = 0.9972.93.13.33.53.7
22、3.09 3.19 3.29 3.39310/KTlnP果造成影响。化学平衡常数及分配系数的测定一、实验目的测定 I2 在 CCl4 和 H2O 中的分配系数 k 以及反应 I2+KI=KI3 的平衡常数 KC。二、实验原理在恒温、恒压下 I2 和 KI 在水溶液中建立如下平衡： I2+KI=KI3 为了测定平衡常数，应在不扰动平衡状态的条件下，测定平衡组成。当上述反应达到平衡时，若用 Na2S2O3 标准溶液来滴定溶液中 I2 的浓度，则随着 I2 的消耗，平衡将向左移动，使 KI3 继续分解，最终只能测得溶液中 I2 和 KI3 的总量。为了测定 I2 的单独浓度，可在上述溶液中加入 CC
23、l4，然后充分摇匀。由于 KI 和 KI3 均不溶于 CCl4，只有 I2 既可溶于CCl4 也可溶于 H2O，当温度和压力一定时，上述化学平衡及 I2 在 CCl4 层和 H2O 层中的分配平衡同时建立。a c-（b-a ） （b-a）I2 KI KI3I2aH2O 层（稀 KI 层）CCl4 层aI2I2aH2O 层（稀 KI 层）CCl4 层II、 III 号样 I 号样设 a平衡时 H2O 层中的 a平衡时 CCl4 层中2IC2ICb平衡时 H2O 层中 cKI 溶液初浓度3K实验测得分配系数 k 及 CCl4 层中 I2 浓度 a后，根据 k=a/a 即可求得 H2O 层中 I2
24、的单独浓度 a。再从已知 c 及测得的 b，即可计算（1）式的平衡常数。 23）（ abcCKI三、仪器与试剂仪器：恒温槽一套；250ml 碘量瓶 3 个；50ml 移液管 3 支；10ml 移液管 2 支；250ml 三角锥瓶 4 个；碱式滴定管 2 支；10ml 量筒 1 个，25ml 量筒 1 个；5ml 量杯 2 个；50ml 小烧杯 1 个。试剂：0.005MNa 2S2O3 标准溶液；0.1MKI 标准溶液；0.04M I2 的 CCl4 溶液；纯 CCl4；1%淀粉溶液。四、实验步骤1按表列数据，将样品溶液配于碘量瓶中。2将配好的溶液置于 30的恒温槽内，恒温 1.5 小时。恒温
25、期间，每隔 10 分钟振荡一次，如要取出槽外振荡，每次不要超过半分钟，以免温度改变，影响结果。最后一次振荡后，待两液层充分分离后，按表列数据吸取样品进行分析。3析水层时，用 Na2S2O3 滴至淡黄色，再加 2ml 淀粉溶液作指示剂，然后仔细滴至蓝色刚好消失。4吸取 CCl4 层样品溶液， （为了不让水层样品溶液进入移液管，用吸耳球边向移液管吹气通过水层而插入 CCl4 层） ，放入盛有 10ml 蒸馏水的三角锥瓶中。加入少许固体 KI，以保证 CCl4 层中的 I2 完全提取到水层中，然后加入 2ml 淀粉溶液。细心地滴至水层蓝色消失，CCl 4 层不再呈紫红色。滴定后和未用完的 CCl4
26、层溶液皆应倾入回收瓶。五、实验记录及数据记录与处理数据记录如下表：槽温：30 Na2S2O3 溶液浓度：0.01M KI 溶液浓度：0.1M 样品编号 I II IIIH2O 200 50 0I2 的 CCl4 饱和溶液 25 20 25KI 溶液 0 50 100样品溶液的组成（ml）CCl4 0 5 050 5 10 5 10 5取样体积（ml） H2O 层CCl4层 H2O 层CCl4层 H2O 层CCl4层1 5.23 38.11 10.54 11.29 15.89 8.712 4.75 38.22 10.39 11.11 15.89 8.74消耗Na2S2O3 体积（ml） 平均值
27、4.99 38.165 10.456 11.20 15.89 8.725KC， II =365.58 KC， III =744.76分配系数和平衡常数 K=76.483 KC=555.17计算过程：30 时I ：H2O 层： 1409.5021.94LmolaCCl4 层： 2 865.36.38l分配系数： 4.7aKII：CCl4 层： 141 06.1483.75201520.1 LmolKaLmola， 则， 由H2O 层： ，由于 c=0.1mol/L3028.50.46. Lmolb所以 58.361046.1028.50146 43423I abcKIcC。III：同理 1 .3
28、.72850.7.8 LmolLmola，394.102.5lb76.41048.105.7834 ，CK六、思考题1测定平衡常数和分配系数为什么要求恒温？答：因为温度会影响物质转化率，平衡常数和分配系数是温度的函数。2配制溶液时，哪些试剂需要准确计量其体积，为什么？答：不需准确计量配制溶液的试剂体积。因为最后所需的各浓度都用硫代硫酸钠精确滴定，配制系统溶液小量偏差，对结果影响可以忽略。3配制 I，II， III 号溶液进行实验的目的何在？根据本实验的结果能否判断反应已达平衡？答：I 号溶液时为了求出 30 下，I 2 在水和四氯化碳中的分配系数；II 号溶液是在水中建立 I2 的化学平衡以及
29、 I2 在 H2O 和 CCl4 中的分配平衡，先通过滴定测出 I2 在 CCl4 中的浓度，求出 H2O 中 I2 的浓度，再依次算出 KI3 和 I-的浓度，求出其化学平衡常数；III 号溶液的目的是在相同温度下，不同初始浓度的样品溶液时，化学平衡常数的变化。根据本实验的结果可以判断反应已达平衡。4不同初始浓度下，最后的平衡常数 Kc 是否一样？答：理论上，不同初始浓度下，但因为平衡常数是温度的函数，在相同的 30 下，Kc一样，但是实际操作时存在误差，数据会有所影响。燃烧热的测定一、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 掌握氧弹量热计的原理、构造及使用方
30、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 1mol 物质完全燃烧时的热效应。通过盖斯定律可用燃烧热数据间接求算，测定燃烧热的氧弹式量热计是重要的热化学仪器，应用广泛。燃烧反应如在定温定压且不做非体积功条件下进行，则燃烧热在量值上等于燃烧焓，Qp,m=rHm（T） ，或 Qp,m=cHm（B，T） 。若定温定压燃烧反应的压力不高或接近标准压力，则有 Qp,m=cHm （B，T ） 。如果燃烧反应是在定温定容不做非体积功条件下进行，则摩尔燃烧热在量值上等于定容摩尔燃烧焓：Q V,m=rUm（T） ，或 QV,m=cUm（B，T） 。定压摩尔燃烧热与定容摩尔燃烧热可以用下式
31、相互换算：Qp,m = QV,m + B（g）RT 其中 B（g）指燃烧反应计量方程式中气体物质 B 的计量系数之代数和。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，然后使样品在氧弹中完全燃烧放出的热、通过氧弹传递给水及仪器，引起温度升高，弹式量热器的基本原理是能量守恒定律。测量介质在燃烧前后温度变化值（ T） 。则可得到该样品的恒容燃烧热 QV,m。即QV,m = （ M/m） CJT CJ 为水当量。 （在实验测量中，燃烧丝的燃烧放热等因素要考虑） 。本实验采用环境式量热计。环境恒温式量热计属于密闭体系，没有物质的交换只有能量的交换，体系为样品等能燃烧的物质，体系燃烧产生的
32、热量通过氧弹传到环境（水和仪器） ，使温度升高。做雷诺数校正图求出T。就可求得样品燃烧热。本实验由苯甲酸数据求出水当量 CJQ 总热量 =Q 样品 （m/M ）+Q 燃烧丝 m 燃烧丝 =CJT式中 Q 燃烧丝 =-1400.8Jg-1将水当量值代入式中就可求出 Q 样品 ，再换算成 Qv。环境式量热器最外层是储满水的外筒，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-时间曲线进行确定。三、仪器和试剂仪器：氧弹式量热计 1 套；氧气钢瓶（带氧气表）1 个；台秤 1 只；电子天平 1 台（0.0001g） 。试剂：苯甲酸（A.R.） ；萘（A.R
33、.） ；燃烧丝；酸洗石棉。四、实验步骤1量热计水当量的测定1、仪器预热 将量热计及全部附件清理干净，将有关仪器通电预热，打开计算机。2、样品压片用电子天平称 0.60.7 克干燥苯甲酸并压片，取约 10cm 长的燃烧丝一根，在电子天平上称重。.3、装氧弹及充氧气将氧弹的弹盖旋出,在氧弹中加入 10mL 水，把氧弹的弹头放在弹头架上，把燃烧丝的两端分别紧绕在弹头上的两根电极上，把弹头放入弹杯中拧紧（恰好拧严即可，不要太紧，否则造成橡胶垫没有弹性） 。首先开启氧气钢瓶，观察减压阀和压力表，然后对氧弹充气约 1mim 充氧 1Mpa，迅速抬起充氧阀。将氧弹放入量热器放稳，并插稳电极4、调节水温 首先
34、观测外筒温度，然后准备一桶自来水调节水温低于外筒水温 1，用大量筒量取 3000ml 已调温度水注入内筒，水面盖过氧弹。盖好盖子调节好搅拌头位置。5、测量水当量 打开搅拌器，待温度稳定后，打开计算机工作界面，调节相应参数，输入相应数值，准备开始测量,当设置到外筒温度时，将放在外筒的恒温棒移至内筒进行切换置零。随后开始实验每隔 30s 记录一次，直到 150s 开始点火，不断点击点火按钮，当温度明显升高时说明点火成功，继续每 30s 记录一次到温度升至最高点约 1000s 时停止实验。停止搅拌，取出氧弹，放出余气打开氧弹盖，若氧弹中无灰烬，则表示燃烧完全，将图 3-1 绝 热 式 量 热 计 构
35、 造 简 图 1-氧 弹 2-贝 克 曼 温 度 计 3-内 筒 4-放 大 镜 5-恒 温 水 夹 套 6-水 夹 套 温 度 计 7-搅 拌 电 机 8、 9-搅 拌 器 图 3-2 氧 弹 的 基 本 构 造 1-弹 体 -坩 埚 3-火 焰 挡 板 4-弹 盖 5-排 气 孔 6、 9-电 极 7-进 气 孔 8-透 气 阀 10-点 火 丝 剩余燃烧丝称重，待处理数据时用。2测定萘燃烧热 称取 0.50.6g 萘，重复上述步骤测定之。注意事项：1内筒中加入一定体积水后者若有气泡溢出，说明氧弹漏气，设法排除。2搅拌时不得有摩擦声，否则调节搅拌棒至摩擦声消失。3燃烧样品萘时，内筒水要更换
36、且需要重新调温。4氧气瓶在开总阀前要检查减压阀是否关好；实验结束后要关上钢瓶总阀，注意排净余气，使指针回零。五、实验记录及数据记录与处理大气压： 101.55kPa温度： 17.0第一组测定的数据：苯甲酸点火丝：0.0124g点火后剩余：0.0069g苯甲酸净含量：0.7338g点火丝消耗质量： g3105.时间/t(min) 温差/ ()T时间/t(min) 温差/ ()T时间/t(min) 温差/ ()T0.5 0.000 5.5 0.294 10.5 1.2691.0 0.005 6.0 0.404 11.0 1.2741.5 0.009 6.5 0.587 11.5 1.2762.0
37、0.012 7.0 0.787 12.0 1.2792.5 0.013 7.5 0.986 12.5 1.2833.0 0.016 8.0 1.077 13.0 1.2893.5 0.017 8.5 1.139 13.5 1.2924.0 0.019 9.0 1.193 14.0 1.2964.5 0.020 9.5 1.229 14.5 1.2995.0 0.021 10.0 1.252 15.0 1.303第二组测定的数据：萘点火丝：0.0134g点火后剩余：0.0085g萘净含量：0.4780g点火丝消耗质量： g3109.4时间/t(min) 温差/ ()T时间/t(min) 温差/
38、()T时间/t(min) 温差/ ()T0.5 0.000 5.5 0.266 10.5 1.4811.0 0.051 6.0 0.562 11.0 1.4861.5 0.094 6.5 0.788 11.5 1.4882.0 0.115 7.0 1.012 12.0 1.4922.5 0.128 7.5 1.311 12.5 1.4933.0 0.140 8.0 1.364 13.0 1.4953.5 0.148 8.5 1.397 13.5 1.4964.0 0.153 9.0 1.422 14.0 1.4984.5 0.158 9.5 1.449 14.5 1.4995.0 0.169
39、10.0 1.473 15.0 1.503由雷诺校正图知 KTT 172.049.21.12 ， 苯 甲 酸， 苯 甲 酸苯 甲 酸同理， K5.0.35.12， 萘， 萘萘则苯甲酸的燃烧反应方程式为： 122267 0.32675 molkJHOCOHCmclggs ；根据基尔霍夫定律： 16805.4253 222 KmolJCCgg Opsplmpmpp ， ，苯 甲 酸 ， 当室温为 17.0 时苯甲酸的燃烧焓为： 130.250.17 .210.7680.149.3 lkTHpcc则：苯甲酸的恒容摩尔燃烧热为： 1345.52.25 molJRUQgBmccV又： 点 火 线， 点
40、火 线QTCnV水当量 可依如下而求：J苯甲酸雷诺校正图00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.21.30 2 4 6 8 10 12 14 时间温度T2=1.221T1=0.049萘的雷诺校正图00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.21.31.41.50 2 4 6 8 10 12 14时间温度T2=1.350T1=0.200kJmQV 03682.15.04.693 点 火 线， 点 火 线 563.117.0382.45.27 kJTmQnCVJ苯 甲 酸 点 火 线点 火 线，苯 甲 酸而萘的恒容摩尔燃烧热 QV，m 由公式 点
41、 火 线， 点 火 线， mQTCnVmV则 kJQV 0328.19.40.693 点 火 线， 点 火 线 154.1618.2756 olkJnTCVJm萘 点 火 线， 点 火 线萘，而萘的恒压摩尔燃烧热 Qp，m （即 cHm）萘燃烧的化学方程式为： Bglggs OCOHC410222810 ；根据基尔霍夫定律： 1304.1512222 KmolJCgg OmpsmplHmpCmpp ， ，萘 ，17.0 时苯甲酸的燃烧焓为： 130.17 .5.9034.8650 lkJRTUHgBcmc 由基尔霍夫定律将 cHm （T）换成 cHm （298.15K） ，并与文献比较 130
42、.250.17 2.501.72.1.2 molCpc相对误差 %09.8.13|).(| 六、思考题1在氧弹里加 10ml 蒸馏水起什么作用？答：在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N2 的氧化会产生热效应。生成NO、NO2 等，NO+NO 2+H2O=HNO2，而后利用 NaOH 溶液对其滴定，以扣除 N2 燃烧引起的放热，若不加入蒸馏水，灰烬落在氧弹内较难清洗，加入水后灰烬落入水中，也便于氧弹清洗。2 在实验中，哪些为体系？哪些为环境？实验过程中有无热损耗，如何降低热损耗？答：在本实验装置中，氧弹的内部是被测物质的燃烧空间，也就是燃烧反应体系。氧弹壳及环境恒温式量热计及内外筒内的水为环
43、境。盛水桶、3000ml 水（刚好可以淹没氧弹）和氧弹三部分组成了测量体系，测量体系与环境之间有热量的交换，因为理想的绝热条件是不可能达到的，同时影响热量的交换量大小的因素也比较多，与体系、环境的材质有关；与体系、环境的接触界面积大小有关；与体系、环境的温差有关。所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话，将会增大实验的测量误差。在本实验过程中，样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度，体系将热传递给环境，因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度，使体系从环境处获得热量，并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消，这样测量的效果就相当于绝热体
44、系的结果。3在环境恒温式量热计中，为什么内筒温度要比外筒温度低？低多少合适？答：无法避免体系与环境之间有热量的交换，就希望体系与环境之间交换的热量为零或尽可能的小。在本实验过程中，样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度，体系将热传递给环境，因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度，使体系从环境处获得热量，并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消，这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。根据称样量范围，升温变化应在 1.52 度之间，所以选择起始水温低于环境 1 度左右，以减少因未采用绝热式热量计而引起的热辐射误差。4欲测定液体样品的燃烧热，你能想出测定方法吗？答：采用药用胶囊
45、装取液体试样装入氧弹进行测量。 （计算时扣除胶囊的燃烧热） 。采用脱脂棉吸附液体试样方法。 （计算时扣除脱脂棉的燃烧热）弱电解质电离常数和难溶盐溶解度测定一、实验目的1了解溶液电导及电导率的基本概念，掌握电导率仪的使用方法。2掌握溶液电导率的测定及应用。3测定弱电解质（HAc ）的电导率，计算醋酸的电离常数 。cK4测定难溶盐 BaSO4 的电导率，计算 BaSO4 的溶度积 。sp二、实验原理1弱电解质电离常数的测定AB 型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数 与原始浓度 和电离度 cKc有以下关系:12cKa因此，可以通过测定 AB 型弱电解质在不同浓度时的电离度 代入上式在一定温
46、度下是常数，求出 。 醋酸溶液的电离度可用电导（率）法来测定。cc溶液电导(G)的大小与两电极之间的距离(l) 成反比，与电极的面积(A) 成正比: lAG式中： 为电导池常数，以 表示，电导池常数 已标出，不需测定；Al celKcelK为电导率，其物理意义:在两平行而相距 1m，面积均为 1m2 的两电极间，电解质溶液的电导称为该溶液的电导率，其单位以 SI 制表示为 。溶液的摩尔电导率是指把1mS含有 1mol 电解质的溶液置于相距为 1m 的两平行板电极之间的电导。以 表示，其单m位以 SI 单位制表示为 摩尔电导率与电导率的关系 : 。式中， 为该溶12molS cc液的浓度，其单位
47、以 SI 单位制表示为 。3l对于弱电解质溶液来说，可以认为: 。 是溶液在无限稀释时的摩尔电导率m（极限摩尔电导率） 。对于弱电解质 HAc，可由离子独立运动定律求得：，把该式代入电离常数表达式可得：AcHAcmm或cK2 cmcmK12以 对 作图，其直线的斜率为 ， 如知道 值 ，就可算出 。m1c2 cK25时， ，14108.39olSH 124109.molSAm2BaSO 4 饱和溶液溶度积( )的测定spK利用电导法能方便地求出微溶盐的溶解度，再利用溶解度得到其溶度积值。BaSO 4 的溶解平衡可表示为: ， 。微溶盐的溶解度很小，饱244SOBaS242cSOBacsp和溶液的浓度则很低， ，所以其浓度可由下式计算得到： 。m cBaSOm盐4是纯微溶盐的电导率,通过实验测定。注意在实验中所测定的饱和溶液的电导率值为盐盐与水的电导率值之和： ，则 。盐OHaq2 OHaqBSO24这样，整个实验可由测得的微溶盐饱和溶液的电导率用上式求出 ，利用4BaSckm盐， 盐 求出溶解度 ，最后求出 。c2cKsp三、仪器与试剂仪器 ： 电 导 率 仪（DDSJ-307型数显电导率仪） ，电 导 电 极 （
