1、物理化学实验,一、实验内容,、实验十二 恒温槽的组装及性能测试,、实验十一 液体粘度的测定,、实验十六 离子选择性电极的制备和性能测试,、实验十四 蔗糖水解反应速率常数的测定,、实验十八 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,、实验十七 比表面的测定溶液吸附法,、实验十五 燃烧热的测定,、实验十三 电导法测定难溶盐的溶解度,物理化学实验,二、注意事项,1、每次实验前必须带着做好的预习实验报告，提 前十分钟进入实验室。实验过程中要保持肃静， 不要打闹，保证安全。,2、在教师指导下，认真做好实验，经教师签字后 方可离开实验室。,3、离开实验室前，必须洗刷、整理好所用仪器， 关闭水电。,误差的传递(P53
2、),函数平均误差与直接测量值的平均误差间的关系：,设函数为N= f (x, y, z),则平均误差N为：,相对平均误差为：,误差的传递(P53),例如：,误差的传递(P53),实验数据处理,用实验测得的一系列数据求直线函数关系 y=ax+b中的常数a,b。,方法有作图法和计算法。,计算法原则：,有 8组数据，把14组数据中的x，y分别加和，得到方程(1)：,作图法原则(P67)：,实验数据处理,再把58组数据中的x，y分别加和，得到方程(2)：,将两个方程联立，可求出a和b。,实验12 恒温槽的组装及性能测试,实验原理 P105,贝克曼温度计 P93,预习题解答,1、恒温槽的主要元件有哪些？,
3、浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件 以及保温介质。,实验12 恒温槽的组装及性能测试,2、贝克曼温度计的特点及调节：(P93),刻度精细，间隔为0.01，量程较短，可在不 同的温度范围应用，水银柱的刻度值不是绝对温度。,恒温浴调节法：如测水的冰点降低时，最高温度读数拟调至1，贝克曼温度计应放在4的恒温浴中。,若测水溶液的沸点升高，最低温度读数拟调至99，则贝克曼温度计应放在107 的恒温浴中。,实验12 恒温槽的组装及性能测试,3、 如何提高恒温槽的灵敏度？,恒温槽的热容大，加热器与感温元件的热容要小， 且距离要近，搅拌效率高，调温加热器功率小。,4、测定恒温槽温度的波动，温度计的分度值为
4、多少？,0.001,5、如果所需控制的温度低于室温，如何装备恒温槽？,加冷却装置，选择合适的冷却剂。,实验11 液体粘度的测定,一、实验原理 P101,粘度是流体的一种重要性质，测定液体粘度的方法主要有三种：,1、毛细管法：测定液体在毛细管中流过的时间。,2、落球法：测定圆球在液体中下落的时间。,3、转筒法：测定液体在同心轴圆柱筒体之间对筒体相对转动的影响。,本实验采用毛细管法（奥氏粘度计）测液体的粘度,实验11 液体粘度的测定,若使用同一支粘度计：,液体粘度的绝对值不易测定，一般用已知粘度的液体测出粘度计常数，待测液体的粘度可根据在相同条件下测得的流出时间求出。,粘度与温度的关系之经验公式：
5、,实验11 液体粘度的测定,二、预习题解答,1 为什么粘度计在恒温槽内必须垂直放置？,粘度与压力、毛细管的长度有关。,2 粘度计毛细管的粗细对实验有何影响？,毛细管粗，实验误差大。直径与长度应合适，保证液体流出时间在100s以上。,实验13 电导法测定难溶盐的溶解度,一、实验原理 P110,单位：-1或S,单位：Sm-1,为比较电解质溶液的导电能力，引入摩尔电导率。,实验13 电导法测定难溶盐的溶解度,对难溶盐可认为：,对PbSO4溶液,实验13 电导法测定难溶盐的溶解度,二、预习题解答,3、 配制饱和PbSO4溶液时为什么要煮沸多次？,除去可溶性杂质。,4、配制饱和PbSO4溶液时能否使用普
6、通蒸馏水？,不能，其中含有的杂质离子会影响电导率。,实验16 离子选择性电极的制备和性能测试,在P(123)和 P(82)（酸度计使用）,一、实验原理,离子选择性电极,定义：专门用来测量溶液中某种特定离子浓度的一种指示电极。,用途：在不破坏溶液的条件下直接、连续的测定溶液中各种微量离子。,分类：玻璃电极 固态膜电极 离子交换膜电极,实验16 离子选择性电极的制备和性能测试,本实验做固态膜电极Ag-AgI电极（如何制备）,制备方法：电镀法（银电极和铂电极）,电极反应： (预习题3),测定I-浓度：Ag-AgI电极和甘汞电极,电池反应：,电池的电动势：,实验16离子选择性电极的制备和性能测试,使固
7、定不变，则上式可改写为：,因此采取固定离子强度的方法（加入KNO3)(预习题1),E可用酸度计（离子活度计）测出,先做出标准曲线,再用其测得待测离子的浓度,实验16 离子选择性电极的制备和性能测试,二、注意事项,电极的选择系数不测,测试时必须充分搅拌，是为了减少浓差极化。 (预习题2),实验16 离子选择性电极的制备和性能测试,实验15 燃烧热的测定,一、实验原理 P117,1 恒容燃烧热的测定原理,用氧弹式量热计测定,隔离系统内,实验15 燃烧热的测定,在计算W水时用苯甲酸计算，公式变为：,得到的萘的恒容燃烧热应为负值。,2 恒容燃烧热与恒压燃烧热的关系,实验15 燃烧热的测定,其中T指反应
8、平均温度：,对于萘的燃烧反应,只计算气体的化学计量数,实验15 燃烧热的测定,热量的散失无法避免，环境有可能向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可能是量热计向环境辐射出热量而使其温度降低。,校正时温差不应太大，一般23。,如何进行校正？,氧弹中有几滴水的用处？,使生成的水蒸气有凝结中心。,见P119,为什么测得的温度差值要进行校正？,3、温度的校正,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,在P(113)和 P(86)（旋光仪使用）,一、实验原理,水过量，此反应可视为一级反应,积分式：,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,lnCA对t作图是一条直线，斜率的负值即k,一级反应的特点： (预习题3)
9、,k的单位为时间-1，不含浓度单位,达到一定转化率所需时间与反应物的初浓度无关,即：,半衰期与反应物的浓度无关。,积分式：,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,问题：如何测定不同t时的蔗糖浓度CA?,根据蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光能力不同， 可从旋光度的变化来量度反应进程,旋光度,当其他条件不变时：,D为光源波长，l 为液层厚度,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,由上述式子可得：,代入积分式：,得：,不需测,可由截距求得,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,二、预习题解答,蒸馏水为非旋光物质，可用来校正旋光仪的零点若不校正，对结果有影响，使读数不准，造成系统误差,由于t1/2只和k有关，
10、和初始浓度无关，所以可用托盘天平(上皿天平)称量,2、为什么可以用蒸馏水校正旋光仪的零点？ 若不进行校正，对结果是否有影响？,3、一级反应有那些特点？为什么配制蔗糖溶液可以用上皿天平称量？,实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定,二、预习题解答,根据旋光仪的读数来判断，右旋大于零，左旋小于零,4、如何判断一旋光物质是右旋还是左旋？,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,在P(128)和P(76)（电导率仪的使用）,一、实验原理,这是二级反应,若a=b，则,积分得：,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,二级反应的特点：,k的单位为浓度-1时间-1，如mol-1 L min-1,实验18
11、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,本实验用电导率法测定生成物的浓度,原因：OH-电导率比CH3COO-的大得多,稀溶液中，电导率与电解质浓度成正比,测定原理：,可得：,式中A是与温度，溶剂，电解质的性质等有关的比例系数,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,因此：,变换为：,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,反应表观活化能Ea的测定,或者,根据阿累尼乌斯方程：,积分,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,二、预习题,为保证与浓度呈线性关系，溶液浓度必须足够稀,1、为什么乙酸乙酯与NaOH溶液浓度必须足够稀？,2、若乙酸乙酯与NaOH溶液的起始浓度不等时，应如何计算k值？试设计如何
12、进行实验？,实验18 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,积分：,变换为：,或,实验17 比表面的测定溶液吸附法,在P(126)和 P(？)（分光光度计的使用）,一、实验原理,物质的比表面：1g物质具有的表面积，单位m2/g,朗格缪尔(Langmuir)单分子层吸附理论：,认为气体在固体表面上的吸附是气体分子在吸附 剂表面凝结和逃逸(即吸附与解吸)两种相反过程 达到动态平衡的结果,吸附能力的大小用吸附量表示，指每克吸附剂吸附溶质的物质的量。,实验17 比表面的测定溶液吸附法,测定原理：溶液吸附法是将吸附剂放入水溶性染料的溶液中，在保证单分子层吸附的情况下，通过测定吸附前后溶液的浓度变化来计算吸附剂
13、的比表面。,本实验中染料为次甲基蓝，其水溶液为蓝色，用分光光度法测其浓度。,测浓度时应先测出标准溶液的浓度，做出工作曲线， 再由吸附前后溶液的吸光度得到其浓度,实验17 比表面的测定溶液吸附法,若1mg次甲基蓝覆盖的面积以2.45m2计算， 则活性炭的比表面A等于,又,注意：C0：为吸附前溶液的浓度，C：为达吸附平衡时溶液的浓度的，单位是g/LV：为溶液的体积，是25mlW：为吸附剂的质量，为0.1g,：吸附量，指每克吸附剂吸附溶质的量,实验17 比表面的测定溶液吸附法,二、预习题,为保证次甲基蓝在活性炭表面的单分子层饱和吸附,减少活性炭用量,1、为什么次甲基蓝原始溶液浓度选在0.2%左右，吸附平衡后次甲基蓝溶液浓度要在0.1%左右。,2、如果吸附平衡后次甲基蓝溶液浓度太低，在实验操作上应如何变动？,
