物理化學實驗思考題及參考答案

物理化學實驗思考題及參考答案 實驗七十 恒溫水浴組裝及性能測試 1. 簡要回答恒溫水浴恒溫原理是什么？主要由哪些部件組成？它們的作用各是什么？ 答：恒溫水浴的恒溫原理是通過電子繼電器對加熱器自動調(diào)節(jié)來實現(xiàn)恒溫的目的。當恒溫水浴因熱量向外擴散等原因使體系溫度低于設(shè)定值時，繼電器迫使加熱器工作，到體系再次達到設(shè)定溫度時，又自動停止加熱。這樣周而復始，就可以使體系的溫度在一定范圍內(nèi)保持恒定。 恒溫水浴主要組成部件有：浴槽、加熱器、攪拌器、溫度計、感溫元件和溫度控制器。浴槽用來盛裝恒溫介質(zhì)；在要求恒定的溫度高于室溫時，加熱器可不斷向水浴供給熱量以補償其向環(huán)境散失的熱量；攪拌器一般安裝在加熱器附近，使熱量迅速傳遞，槽內(nèi)各部位溫度均勻；溫度計是用來測量恒溫水浴的溫度；感溫元件的作用是感知恒溫水浴溫度，并把溫度信號變?yōu)殡娦盘柊l(fā)給溫度控制器；溫度控制器包括溫度調(diào)節(jié)裝置、繼電器和控制電路，當恒溫水浴的溫度被加熱或冷卻到指定值時，感溫元件發(fā)出信號，經(jīng)控制電路放大后，推動繼電器去開關(guān)加熱器。 2. 恒溫水浴控制的溫度是否是某一固定不變的溫度？ 答：不是，恒溫水浴的溫度是在一定范圍內(nèi)保持恒定。因為水浴的恒溫狀態(tài)是通過一系列部件的作用，相互配合而獲得的，因此不可避免的存在著不少滯后現(xiàn)象，如溫度傳遞、感溫元件、溫度控制器、加熱器等的滯后。所以恒溫水浴控制的溫度有一個波動范圍，并不是控制在某一固定不變的溫度，并且恒溫水浴內(nèi)各處的溫度也會因攪拌效果的優(yōu)劣而不同。 4. 什么是恒溫槽的靈敏度？如何測定？ 答：TS為設(shè)定溫度，T1為波動最低溫度，T2為波動最高溫度，則該恒溫水浴靈敏度為： S? 測定恒溫水浴靈敏度的方法是在設(shè)定溫度 溫度-時間曲線（即靈敏度曲線）分析其性能。 5. 恒溫槽內(nèi)各處溫度是否相等？為什么？ T2?T12下，用精密溫差測量儀測定溫度隨時間的變化，繪制 答：不相等，因為恒溫水浴各處散熱速率和加熱速率不可能完全一致。 6. 如何考核恒溫槽的工作質(zhì)量？ 答：恒溫水浴的工作質(zhì)量由兩方面考核：（1）平均溫度和指定溫度的差值越小越好。（2）控制溫度的波動范圍越小，各處的溫度越均勻，恒溫水浴的靈敏度越高。 7. 欲提高恒溫浴的靈敏度，可從哪些方面進行改進？ 答：欲提高恒溫水浴的靈敏度，可從以下幾個方面進行改進：恒溫水浴的熱容量要大，恒溫介質(zhì)流動性要好，傳熱性能要好。盡可能加快加熱器與感溫元件間傳熱的速度，使被加熱的液體能立即攪拌均勻并流經(jīng)感溫元件及時進行溫度控制。為此要使：感溫元件的熱容盡可能??；感溫元件、攪拌器與電加熱器間距離要近些；攪拌器效率要高。作調(diào)節(jié)溫度用的加熱器要導熱良好，熱容量要小，功率要適宜。 8. 恒溫槽的主要部件有哪些，它們的作用各是什么？ 答：恒溫水浴主要組成部件有：浴槽、加熱器、攪拌器、溫度計、感溫元件和溫度控制器。浴槽用來盛裝恒溫介質(zhì)；在要求恒定的溫度高于室溫時，加熱器可不斷向水浴供給熱量以補償其向環(huán)境散失的熱量；攪拌器一般安裝在加熱器附近，使熱量迅速傳遞，槽內(nèi)各部位溫度均勻；溫度計是用來測量恒溫水浴的溫度；感溫元件的作用是感知恒溫水浴溫度，并把溫度信號變?yōu)殡娦盘柊l(fā)給溫度控制器；溫度控制器包括溫度調(diào)節(jié)裝置、繼電器和控制電路，當恒溫水浴的溫度被加熱或冷卻到指定值時，感溫元件發(fā)出信號，經(jīng)控制電路放大后，推動繼電器去開關(guān)加熱器。 9. 影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有那些？ 答：影響恒溫槽靈敏度的因素有：（1）恒溫水浴的熱容，恒溫介質(zhì)的流動性，傳熱性能。（2）加熱器與感溫元件間傳熱的速度，感溫元件的熱容；感溫元件、攪拌器與電加熱器間的距離；攪拌器的效率。（3）作調(diào)節(jié)溫度用的加熱器導熱性能和功率大小。 10. 簡要回答恒溫槽主要由哪些部件組成?你在哪些物理化學實驗中用了恒溫技術(shù)，試舉出一個實驗實例。 答：（1）主要部件：浴槽（恒溫介質(zhì)），加熱器，攪拌器，溫度計，感溫元件（導電表、電接觸溫度計、熱敏電阻溫度計），溫度控制器。（2）化學平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測定，溶液電導的測定測HAc的電離平衡常數(shù)，電導法測定乙酸乙酯皂化反應的速率常數(shù)，最大泡壓法測定溶液的表面張力，粘度法測定水溶性高聚物相對分子質(zhì)量，電導法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度，雙液系的氣-液平衡相圖中折光率的測定。 11.恒溫槽中水的溫度、加熱電壓是否有特殊要求？為什么？ 答： 槽中水的溫度應與室溫相差不宜過大，以減少對環(huán)境的散熱速度；加熱電壓也不能太小和太 大。否則會使得散熱速度過大、加熱速度也過大且加熱慣性大，使得控溫時靈敏度降低。加熱電壓太小時，會使得體系的溫度偏低時間相對較長，或達不到所設(shè)定的溫度。 實驗七十一 燃燒熱的測定 1. 簡述燃燒熱測定的實驗原理。 答：1mol的物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量稱為燃燒熱。所謂完全燃燒是指該化合物中的C變?yōu)镃O2(氣)，H變?yōu)镠2O(液)，S變?yōu)镾O2(氣)，N變?yōu)镹2(氣)，Cl成為HCl(水溶液)，其它元素轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锘蛴坞x態(tài)。 燃燒熱可在恒壓或恒容條件下測定。由熱力學第一定律可知：在不做非膨脹功情況下，恒容燃燒熱Qv等于內(nèi)能變化U，恒壓燃燒熱Qp等于焓變化H。在氧彈式熱量計中測得燃燒熱為Qv，而一般熱化學計算用的值為Qp，兩者可通過下式進行換算： QpQv十nRT (1) 式中：n為燃燒反應前后生成物和反應物中氣體的物質(zhì)的量之差；R為摩爾氣體常數(shù)；T為反應熱力學溫度。 測量燃燒熱的儀器稱為熱量計。本實驗采用氧彈式熱量計，如圖71-1所示。在盛有定量水的容器中，放入內(nèi)裝有一定量樣品和氧氣的密閉氧彈（圖71-2），然后使樣品完全燃燒，放出的熱量傳給盛水桶內(nèi)的水和氧彈，引起溫度上升。 氧彈熱量計的基本 原理是能量守恒定律，樣 品完全燃燒所釋放出的 熱量使氧彈本身及其周 圍的介質(zhì)（實驗用水）和 熱量計有關(guān)的附件溫度 升高，測量介質(zhì)在燃燒前 后體系溫度的變化值T， 就可求算出該樣品的恒 容燃燒熱，其關(guān)系式如 下： m Qv + lQ點火絲 + qV = (C計 + C水m水) T(2) 式中：Qv為物質(zhì)的恒容燃燒熱(Jg-1)；m為燃燒物質(zhì)的質(zhì)量(g)；Q點火絲為點火絲的燃燒熱(Jg-1)；l為燃燒了的點火絲的質(zhì)量(g)；q為空氣中的氮氧化為二氧化氮的生成熱(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸時，每毫升堿相當于5.98J)，V為滴定硝酸耗用的NaOH的體積(mL)；C計為氧彈、水桶、溫度計、攪拌器的熱容(Jk-1)；C水為水的比熱(Jg-1k-1)；m水為水的質(zhì)量(g)；T為燃燒前后的水溫的變化值（K）。 如在實驗過程中，每次的用水量保持一定，把式(2)中的常數(shù)合并，即令 k = C計 + C水m水 2 則：m Qv + lQ點火絲 + qV = k T(3) k為儀器常數(shù)。可以通過用已知燃燒熱的標準物質(zhì)(如苯甲酸)放在量熱計中燃燒，測出燃燒前后溫度變化，則： k = (m Qv + lQ點火絲 + qv )/T (4) 用同樣的方法把待測物質(zhì)置于氧彈中燃燒，由溫度的升高和儀器的熱容，即可測定待測物質(zhì)的恒容燃燒熱Qv，從(1)式計算恒壓燃燒熱Qp。實驗中常忽略qV的影響，因為氧彈中的N2相對于高壓O2而言可以忽略，其次因滴定HNO3而帶來的誤差可能會超過N2本身帶來的誤差，操作中可以采用高壓O2先排除氧彈中的N2，這樣既快捷又準確。先由苯甲酸的理論恒壓燃燒熱根據(jù)公式算出恒容燃燒熱，從而計算出儀器常數(shù)k，然后再測定恒容燃燒熱根據(jù)公式轉(zhuǎn)換的實際恒壓燃燒熱。 2. 在使用氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥時，應注意哪些事項？ 答：在使用氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥時，應注意以下幾點： (1) 氧氣瓶及其專用工具嚴禁與油脂接觸，操作人員不能穿用沾有各種油脂或油污的工作服、手套以免引起燃燒。 (2) 氧氣鋼瓶應直立放置要固定，遠離火源，嚴禁陽光暴曬。 (3) 氧氣減壓閥要專用，安裝時螺扣要上緊。 (4) 開啟氣瓶時，操作者應站在側(cè)面，即不要面對減壓閥出口，以免氣流射傷人體。不許敲打氣瓶如何部位。 (5) 用完氣后先關(guān)閉氣瓶氣門，然后松掉氣體流量螺桿。如果不松掉調(diào)節(jié)螺桿，將使彈簧長期壓縮，就會疲勞失靈 (6) 氣體將用完時，氣瓶中的氣體殘余壓力一般不應小于幾個兆帕/平方厘米，不得用完。 (7) 氣瓶必須進行定期技術(shù)檢驗，有問題時要及時處理，不能帶病運行。 (8) 請仔細閱讀氣瓶及氣體減壓閥的使用說明書，以得到更詳細的介紹。 3. 測定非揮發(fā)性可燃液體的熱值時，能否直接放在氧彈中的不銹鋼杯里測定？揮發(fā)性的可燃液體情況又怎樣？ 答：均不能直接放在氧彈中的不銹鋼杯里測定，非揮發(fā)性或揮發(fā)性的可燃液體均應化裝入膠囊或玻璃小球內(nèi)點燃，這樣才能保證樣品完全燃燒。 4. 燃燒熱的測定實驗中，標定量熱計熱容后，測定試樣時忘記換鐵桶中的水對實驗有無影響？為何要嚴格控制樣品的稱量范圍？ 答：有影響，因為熱容是溫度的函數(shù)，不同溫度下量熱計的熱容嚴格來講不等。樣品質(zhì)量太少了溫差測量誤差較大，樣品質(zhì)量太多了，不能保證燃燒完全。 5. 在燃燒熱的測定實驗中，為什么要測真實溫差？怎樣測定？ 答：在燃燒熱的測定實驗中，實驗成功的首要關(guān)鍵是保證樣品完全燃燒；其次，還須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給熱量計本身及其介質(zhì)，而幾乎不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換。為了做到這一點，熱量計在制造上采取了幾種措施，例如：在熱量計外面設(shè)置一個套殼，此套殼有些是恒溫的，有些是絕熱的。因此，熱量計又可分為主要包括恒溫式熱量計和絕熱式熱量計。另外，熱量計壁高度拋光，這是為了減少熱輻射。量熱計和套殼間設(shè)置一層擋屏，以減少空氣的對流。但是，熱量的散失仍然無法完全避免，這可以是由于環(huán)境向熱量計輻射熱量而使其溫度升高，也可以是由于熱量計向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低。因此，燃燒前后溫度的變化值不能直接準確測量，而必須經(jīng)過雷諾（Renolds）溫度校正圖進行校正。具體方法如下。 當適量待測物質(zhì)燃燒后使熱量計中的水溫升高1.5-2.0。將燃燒前后歷次觀測到的水溫記錄下來，并作圖，連成abcd線（圖71-3）。圖中b點相當于開始燃燒之點，c點為觀測到的最高溫度讀數(shù)點，由于量熱計和外界的熱量交換，曲線ab及cd常常發(fā)生傾斜。取b點所對應的溫度T1，c點對應的溫度T2，其平均溫度為T，經(jīng)過T點作橫坐標的平等線TO，與折線abcd相交于O點，然后過O點作垂直線AB，此線與ab線和cd線的延長線交于E，F(xiàn)兩點，則E點和F點所表示的溫度差即為欲求溫度的升高值T。如圖71-3所示，EE?表示環(huán)境輻射進來的熱量所造成熱量計溫度的升高，這部分必須扣除；而FF?表示量熱計向環(huán)境輻射出熱量而造成熱量計溫度的降低，因此這部分必須加入。經(jīng)過這樣校正后的溫差表示由于樣品燃燒使熱量計溫度升高的數(shù)值。 3 圖 71-3 雷諾校正圖 圖 71-4 絕熱良好時的雷諾校正圖 有時熱量計的絕熱情況良好，熱量散失少，而攪拌器的功率又比較大，這樣往往不斷引進少量熱量，使得燃燒后的溫度最高點不明顯出現(xiàn)，這種情況下T仍然可以按照同法進行校正（圖71-4）。 必須注意，應用這種作圖法進行校正時，量熱計的溫度和外界環(huán)境溫度不宜相差太大（最好不超過2-3），否則會引起誤差。 6. 燃燒熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是什么？怎樣提高點火效率？ 答：燃燒熱測定實驗成功的首要關(guān)鍵是保證樣品完全燃燒；其次，還須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給熱量計本身及其介質(zhì)，而幾乎不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換。壓片不能壓的太緊，點火絲與藥品要接觸良好，不要短路，可提高點火效率。 7. 氧彈式量熱計在中，哪些部件屬于體系？哪些屬于環(huán)境？實驗過程中有無熱損耗?這些熱損耗對實驗結(jié)果有何影響? 答：氧彈熱量計中氧彈、水桶、溫度計、攪拌器、桶中的水屬于體系，除了體系外的其他的部分都是環(huán)境。 只要體系和環(huán)境間有溫差就會有熱損耗，當環(huán)境溫度高于體系溫度時，環(huán)境就會向熱量計輻射熱量而使其溫度升高；當體系溫度高于環(huán)境溫度時，熱量計就會向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低，從而使燃燒前后溫度的變化不能直接準確測量，即直接測量的溫差不是測真實溫差。 8. 氧彈充氣后，用萬用表檢查兩電極，導電不良應如何處理？ 答：把氧彈里面氧氣放掉，打開氧彈蓋，檢查點火絲是否與電極接好，重新裝點火絲。 9. 在燃燒熱的測定實驗中，哪些因素容易造成誤差？提高本實驗的準確度應該從哪些方面考慮？ 答：在燃燒熱的測定實驗中以下因素容易造成誤差：（1）樣品壓片過程中混入污染物、稱重后脫落、造成稱重誤差；（2）如果樣品燃燒后殘留了不易觀測到的試樣殘留物、而又把它當作沒有殘留完全充分燃燒處理數(shù)據(jù)，勢必造成較大誤差；（3) 攪拌器功率較大，攪拌器不斷引進的能量形成誤差；（4）熱量計的絕熱性能應該良好，如果存在有熱漏，漏入的熱量造成誤差；（5）數(shù)據(jù)處理中用直接測量的溫差當成真實溫差進行計算； 提高本實驗的準確度應該從以下幾方面考慮：（1）待測樣品需干燥，受潮樣品不易燃燒且稱量有誤差；（2）嚴格控制樣品的稱量范圍；（3）壓片機要專用，清潔干凈；（4）將壓片制成的樣品放在干凈的稱量紙上，小心除掉易脫落部分，然后在分析天平上精確稱量；（5）用用雷諾法校法得到真實溫差。 10. 燃燒熱的定義是什么？恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系是什么？ 答：燃燒熱的定義定義：1mol的物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量稱為燃燒熱。所謂完全燃燒是指該化合物中的C變?yōu)镃O2(氣)，H變?yōu)镠2O(液)，S變?yōu)镾O2(氣)，N變?yōu)镹2(氣)，Cl成為HCl(水溶液)，其它元素轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锘蛴坞x態(tài)。 4 絕熱較差時的 燃燒熱可在恒壓或恒容條件下測定，在恒容條件下測的燃燒熱為恒容燃燒熱Qv，在恒壓條件下測的燃燒熱為恒壓燃燒熱。由熱力學第一定律可知：在不做非膨脹功情況下，恒容燃燒熱Qv等于內(nèi)能變化U，恒壓燃燒熱Qp等于焓變化H。在氧彈式熱量計中測得燃燒熱為Qv，而一般熱化學計算用的值為Qp，兩者可通過下式進行換算： QpQv十nRT (1) 式中：n為燃燒反應前后生成物和反應物中氣體的物質(zhì)的量之差；R為摩爾氣體常數(shù)；T為反應熱力學溫度。 11. 在燃燒熱的測定實驗中，所測溫差值為什么要進行雷諾圖的校正？ 答：在燃燒熱的測定實驗中，只要體系和環(huán)境間有溫差就會有熱損耗，當環(huán)境溫度高于體系溫度時，環(huán)境就會向熱量計輻射熱量而使其溫度升高；當體系溫度高于環(huán)境溫度時，熱量計就會向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低，從而使燃燒前后溫度的變化不能直接準確測量，即直接測量的溫差不是測真實溫差，因此必須經(jīng)過雷諾溫度校正圖進行校正。 12. 在燃燒熱的測定實驗中，如何用雷諾圖解法校正溫度改變值? 答：當適量待測物質(zhì)燃燒后使熱量計中的水溫升高1.5-2.0。將燃燒前后歷次觀測到的水溫記錄下來，并作圖，連成abcd線（圖71-3）。圖中b點相當于開始燃燒之點，c點為觀測到的最高溫度讀數(shù)點，由于量熱計和外界的熱量交換，曲線ab及cd常常發(fā)生傾斜。取b點所對應的溫度T1，c點對應的溫度T2，其平均溫度為T，經(jīng)過T點作橫坐標的平等線TO，與折線abcd相交于O點，然后過O點作垂直線AB，此線與ab線和cd線的延長線交于E，F(xiàn)兩點，則E點和F點所表示的溫度差即為欲求溫度的升高值T。如圖71-3所示，EE?表示環(huán)境輻射進來的熱量所造成熱量計溫度的升高，這部分必須扣除；而FF?表示量熱計向環(huán)境輻射出熱量而造成熱量計溫度的降低，因此這部分必須加入。經(jīng)過這樣校正后的溫差表示由于樣品燃燒使熱量計溫度升高的數(shù)值。 有時熱量計的絕熱情況良好，熱量散失少，而攪拌器的功率又比較大，這樣往往不斷引進少量熱量，使得燃燒后的溫度最高點不明顯出現(xiàn)，這種情況下T仍然可以按照同法進行校正（圖71-4）。 必須注意，應用這種作圖法進行校正時，量熱計的溫度和外界環(huán)境溫度不宜相差太大（最好不超過2-3），否則會引起誤差。 圖 71-3 雷 圖 71-4 絕熱良好時的雷諾校正圖 13. 在燃燒熱的測定實驗中，直接測量的物理量是什么?用氧彈式量熱計所測得的燃燒熱是Qv還是Qp? 答：氧彈熱量計的基本原理是能量守恒定律，樣品完全燃燒所釋放出的熱量使氧彈本身及其周圍的介質(zhì)（實驗用水）和熱量計有關(guān)的附件溫度升高，測量介質(zhì)在燃燒前后體系溫度的變化值T，就可求算出該樣品的恒容燃燒熱，其關(guān)系式如下： m Qv + lQ點火絲 + qV = (C計 + C水m水) T(2) 式中：Qv為物質(zhì)的恒容燃燒熱(Jg-1)；m為燃燒物質(zhì)的質(zhì)量(g)；Q點火絲絕熱較差時的諾校正圖 為點火絲的燃燒熱(Jg-1)；l為燃燒了的點火絲的質(zhì)量(g)；q為空氣中的氮氧化為二氧化氮的生成熱(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸時，每毫升堿相當于5.98J)， 5 物理化學實驗思考題答案 （精心） 實驗1 1.不能，因為溶液隨著溫度的上升溶劑會減少，溶液濃度下降，蒸氣壓隨之改變。 2.溫度越高，液體蒸發(fā)越快，蒸氣壓變化大，導致誤差愈大。 實驗 3 實驗5 T-X圖 1蒸餾器中收集氣相冷凝液的袋狀部的大小對結(jié)果有何影響？ 答：若冷凝管下方的凹形貯槽體積過大，則會貯存過多的氣相冷凝液，其貯量超過了熱相平衡原理所對應的氣相量，其組成不再對應平衡的氣相組成，因此必然對相圖的繪制產(chǎn)生影響。 2若蒸餾時儀器保溫條件欠佳，在氣相到達平衡氣體收集小槽之前，沸點較高的組分會發(fā)生部分冷凝，則Tx圖將怎么變化？ 答：若有冷凝，則氣相部分中沸點較高的組分含量偏低，相對來說沸點較低的組分含量偏高了，則T不變，x的組成向左或向右移（視具體情況而定） 3 在雙液系的氣-液平衡相圖實驗中，所用的蒸餾器尚有那些缺點？如何改進？ 答：蒸餾器收集氣相、液相的球大小沒有好，應根據(jù)實驗所用溶液量來設(shè)計球的規(guī)格；溫度計與電熱絲靠的太近，可以把裝液相的球設(shè)計小一點，使溫度計稍微短一點也能浸到液體中，增大與電熱絲的距離；橡膠管與環(huán)境交換熱量太快，可以在橡膠管外面包一圈泡沫，減少熱量的散發(fā)。 4本實驗的誤差主要有哪些？ 答：組成測量：(1)工作曲線；(2)過熱現(xiàn)象、分餾效應；(3)取樣量。 溫度測量：(1)加熱速度；(2)溫度計校正。 5.試推導沸點校正公式： 實驗12蔗糖水解速率常數(shù)的測定 1蔗糖的轉(zhuǎn)化速率常數(shù)k 與哪些因素有關(guān)？ 答：溫度、催化劑濃度。 2在測量蔗糖轉(zhuǎn)化速率常數(shù)的，選用長的旋光管好？還是短的旋光管好？ 答：選用較長的旋光管好。根據(jù)公式1000/Lc，在其它條件不變情況下，L越長，越大，則的相對測量誤差越小。 3如何根據(jù)蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度計算0和? 答：0蔗糖DtL蔗糖0/100 葡萄糖DtL葡萄糖/100果糖DtL果糖/100 ? 式中：蔗糖Dt，葡萄糖Dt，果糖Dt分別表示用鈉黃光作光源在t時蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)為旋光管的長度，蔗糖0為反應液中蔗糖的初始濃度，葡萄糖和果糖表示葡萄糖和果糖在反應完成時的濃度。 設(shè)t20 L=2 dm 蔗糖0=10g/100mL 則： 066.6210/10013.32 210/100（52.2-91.9）3.94 4、試分析本實驗誤差？怎樣減少實驗誤差？ 答：溫度、光源波長須恒定、蔗糖溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。 1、實驗中，為什么用蒸餾水來校正旋光儀的零點？在蔗糖轉(zhuǎn)化反應過程中，所測的旋光度t 是否需要零 點校正？為什么？ 1L蔗糖0tt葡萄糖果糖D?D2100? 答：(1)因水是溶劑且為非旋光性物質(zhì)。 (2)不需，因作lg(t-)t 圖，不作零點校正，對計算反應速度常數(shù)無影響。 2、蔗糖溶液為什么可粗略配制？ 答：因該反應為(準)一級反應，而一級反應的速率常數(shù)、半衰期與起始濃度無關(guān)，只需測得dC/dt 即可。 實驗17電導的測定及應用 1、本實驗為何要測水的電導率？ 答：因為普通蒸餾水中常溶有CO2和氨等雜質(zhì)而存在一定電導，故實驗所測的電導值是欲測電解質(zhì)和水的電導的總和。作電導實驗時需純度較高的水，稱為電導水。水的電導率相對弱電解質(zhì)的電導率來說是不能夠忽略的。所以要測水的電導率。 2、實驗中為何通常用鍍鉑黑電極?鉑黑電極使用時應注意什么？ 為什么？ 答：鍍鉑黑的目的是為了增大電極的表面積，減小電流密度，從而降低由交流電引起的極化效應；（電導電極使用的敏感材料通常為鉑，鍍鉑黑就是在鉑表面鍍上一層黑色蓬松的金屬鉑，目的是為了減少極化效應。多孔的鉑黑增加了電極的表面積，使電流密度減小，使極化效應變小，電容干擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極，會產(chǎn)生很大的測量誤差。） 使用時要注意不要用濾紙擦試鉑黑，以免使鉑黑脫落而改變電導池系數(shù)。實驗結(jié)束后，用蒸餾水沖洗電極，并浸泡在蒸餾水中，不使用時需浸泡在去離子水中，防止電極干燥。溶液電導率大于0.0035/m時使用，若溶液電導率小于0.0035/m時，由于極化不嚴重，可使用光亮鉑黑電極； 實驗18思考題 1.是否可以用兩個準確的轉(zhuǎn)盤電阻箱代替電位差計使用？ 答：不可以，測量可逆電池的電動勢必須在幾乎沒有電流通過的情況下進行，需要在外電路上加一個方向相反而電動勢幾乎相等的電池，因此適合用電位差計。使用電阻時電路中有電流通過。 2在測量電動勢的過程中，若檢流計光點總往一個方向偏轉(zhuǎn)，可能是什么原因？ 答：可能的原因有： （1）電池（包括工作電池、標準電池和待測電池）的正負極接反了； （2）電路中的某處有斷路； （3）標準電池或待測電池的電動勢大于工作電池的電動勢，超出了測量范圍。 3. 對消法測量電動勢的裝置中，電位差計、標準電池、檢流計及工作電池各有什么作用? 答：電位差計的作用：采用電位差計可以在無電流通過時，測得在平衡狀態(tài)下電池的電動勢。檢流計：檢驗有無電流。工作電池：提供電源。標準電池：為了直接從電位差計讀出電動勢Ex。 4.測量電池電動勢為何要用鹽橋？選擇鹽橋中的電解質(zhì)有什么要求？ 答：對于雙液電池電動勢的測定需用鹽橋消除液體接界電勢。選擇鹽橋中電解質(zhì)的要求是：（1）高濃度（通常是飽和溶液）；（2）電解質(zhì)正、負離子的遷移速率接近相等；（3）不與電池中的溶液發(fā)生反應。通常選作鹽橋電解質(zhì)的是KCl NH4NO3和KNO3。 5.如果用氫電極作為參比電極排成下列電池：AgAgNO3(a=1)H+( a=1)H2+Pt測定銀電極的電極電位，在實驗中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？ 答：無任何現(xiàn)象，不會有氣體產(chǎn)生。因為按這樣排成的電池連接線路，理論上電動勢為E=? H+H2-?Ag+Ag=-0.8V0，此電極反應是非自發(fā)的。 實驗21 1. 哪些因素影響表面張力測定結(jié)果？如何減小以至消除這些因素對實驗的影響 ? 3滴液漏斗放水的速度過快對實驗結(jié)果有沒有影響?為什么 ? 實驗一 燃燒熱的測定 1. 在本實驗中，哪些是系統(tǒng)？哪些是環(huán)境？系統(tǒng)和環(huán)境間有無熱交換？這些熱交換對實驗結(jié)果有何影響？如何校正？ 提示：盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間為系統(tǒng)，除盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間的熱量計其余部分為環(huán)境，系統(tǒng)和環(huán)境之間有熱交換，熱交換的存在會影響燃燒熱測定的準確值，可通過雷諾校正曲線校正來減小其影響。 2. 固體樣品為什么要壓成片狀？萘和苯甲酸的用量是如何確定的？ 提示：壓成片狀有利于樣品充分燃燒；萘和苯甲酸的用量太少測定誤差較大，量太多不能充分燃燒，可根據(jù)氧彈的體積和內(nèi)部氧的壓力確定來樣品的最大用量。 3. 試分析樣品燃不著、燃不盡的原因有哪些? 提示：壓片太緊、燃燒絲陷入藥片內(nèi)會造成燃不著；壓片太松、氧氣不足會造成燃不盡。 4. 試分析測量中影響實驗結(jié)果的主要因素有哪些? 本實驗成功的關(guān)鍵因素是什么? 提示：能否保證樣品充分燃燒、系統(tǒng)和環(huán)境間的熱交換是影響本實驗結(jié)果的主要因素。本實驗成功的關(guān)鍵：藥品的量合適，壓片松緊合適，雷諾溫度校正。 5. 使用氧氣鋼瓶和氧氣減壓器時要注意哪些事項？ 提示：閱讀物理化學實驗教材P217-220 實驗二 凝固點降低法測定相對分子質(zhì)量 1. 什么原因可能造成過冷太甚？若過冷太甚，所測溶液凝固點偏低還是偏高？由此所得萘的相對分子質(zhì)量偏低還是偏高？說明原因。 答：寒劑溫度過低會造成過冷太甚。若過冷太甚，則所測溶液凝固點偏低。根據(jù)公式 和 可知由于溶液凝固點偏低， ?Tf偏大，由此所得萘的相對分子質(zhì)量偏低。 2. 寒劑溫度過高或過低有什么不好？ 答：寒劑溫度過高一方面不會出現(xiàn)過冷現(xiàn)象，也就不能產(chǎn)生大量細小晶體析出的這個實驗現(xiàn)象，會導致實驗失敗，另一方面會使實驗的整個時間延長，不利于實驗的順利完成；而寒劑溫度過低則會造成過冷太甚，影響萘的相對分子質(zhì)量的測定，具體見思考題1。 3. 加入溶劑中的溶質(zhì)量應如何確定?加入量過多或過少將會有何影響？ 答：溶質(zhì)的加入量應該根據(jù)它在溶劑中的溶解度來確定，因為凝固點降低是稀溶液的依數(shù)性，所以應當保證溶質(zhì)的量既能使溶液的凝固點降低值不是太小，容易測定，又要保證是稀溶液 這個前提。如果加入量過多，一方面會導致凝固點下降過多，不利于溶液凝固點的測定，另一方面有可能超出了稀溶液的范圍而不具有依數(shù)性。過少則會使凝固點下降不明顯，也不易測定并且實驗誤差增大。 4. 估算實驗測定結(jié)果的誤差，說明影響測定結(jié)果的主要因素？ 答：影響測定結(jié)果的主要因素有控制過冷的程度和攪拌速度、寒劑的溫度等。本實驗測定凝固點需要過冷出現(xiàn)，過冷太甚會造成凝固點測定結(jié)果偏低，因此需要控制過冷程度，只有固液兩相的接觸面相當大時，固液才能達到平衡。實驗過程中就是采取突然攪拌的方式和改變攪拌速度來達到控制過冷程度的目的；寒劑的溫度，寒劑溫度過高過低都不利于實驗的完成。 5. 當溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結(jié)果有何意義？ 答：溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，凝固點降低法測定的相對分子質(zhì)量為溶質(zhì)的解離、締合、溶劑化或者形成的配合物相對分子質(zhì)量，因此凝固點降低法測定出的結(jié)果反應了物質(zhì)在溶劑中的實際存在形式。 6. 在冷卻過程中，凝固點測定管內(nèi)液體有哪些熱交換存在？它們對凝固點的測定有何影響？ 答：凝固點測定管內(nèi)液體與空氣套管、測定管的管壁、攪拌棒以及溫差測量儀的傳感器等存在熱交換。因此，如果攪拌棒與溫度傳感器摩擦會導致測定的凝固點偏高。測定管的外壁上粘有水會導致凝固點的測定偏低。 實驗三 純液體飽和蒸氣壓的測定 1. 在停止抽氣時，若先拔掉電源插頭會有什么情況出現(xiàn)? 答：會出現(xiàn)真空泵油倒灌。 2. 能否在加熱情況下檢查裝置是否漏氣?漏氣對結(jié)果有何影響? 答：不能。加熱過程中溫度不能恒定，氣液兩相不能達到平衡，壓力也不恒定。 漏氣會導致在整個實驗過程中體系內(nèi)部壓力的不穩(wěn)定，氣液兩相無法達到平衡，從而造成所測結(jié)果不準確。 3. 壓力計讀數(shù)為何在不漏氣時也會時常跳動? 答：因為體系未達到氣液平衡。 4. 克克方程在什么條件下才適用? 答：克克方程的適用條件：一是液體的摩爾體積V與氣體的摩爾體積Vg相比可略而不計；二是忽略溫度對摩爾蒸發(fā)熱vapHm的影響，在實驗溫度范圍內(nèi)可視其為常數(shù)。三是氣體視為理想氣體。 5. 本實驗所測得的摩爾氣化熱數(shù)據(jù)是否與溫度有關(guān)？ 答：有關(guān)。 6. 本實驗主要誤差是什么? 答：裝置的密閉性是否良好，水本身是否含有雜質(zhì)等。 實驗四 雙液系的氣一液平衡相圖的繪制 1本實驗在測向環(huán)己烷加異丙醇體系時，為什么沸點儀不需要洗凈、烘干？ 提示：實驗只要測不同組成下的沸點、平衡時氣相及液相的組成即可。體系具體總的組成沒必要精確。 2體系平衡時，兩相溫度應不應該一樣？實際呢？怎樣插置溫度計的水銀球在溶液中，才能準確測得沸點呢? 提示：兩相溫度應該一樣，但實際是不一樣的，一般將溫度計的水銀球插入溶液下1/3較好。 3收集氣相冷凝液的小槽體積大小對實驗結(jié)果有無影響？為什么？ 提示：有影響，氣相冷凝液的小槽大小會影響氣相和液相的組成。 4阿貝折射儀的使用應注意什么？ 提示：不能測定強酸、強堿等對儀器有強腐蝕性的物質(zhì)。 5討論本實驗的主要誤差。 提示：影響溫度測定的：溫度計的插入深度、沸騰的程度等；影響組成測定的：移動沸點儀時氣相冷凝液倒流回液相中、測定的速度慢等 實驗五 二組分金屬相圖的繪制 1. 對于不同成分混合物的步冷曲線，其水平段有什么不同？ 答：純物質(zhì)的步冷曲線在其熔點處出現(xiàn)水平段，混合物在共熔溫度時出現(xiàn)水平段。而平臺長短也不同。 2. 作相圖還有哪些方法？ 答：作相圖的方法還有溶解度法、沸點法等。 3. 通常認為，體系發(fā)生相變時的熱效應很小，則用熱分析法很難測得準確相圖，為什么？ 在含Bi30%和80%的二個樣品的步冷曲線中第一個轉(zhuǎn)折點哪個明顯？ 為什么？ 答：因為熱分析法是通過步冷曲線來繪制相圖的，主要是通過步冷曲線上的拐點和水平段(斜率的改變)來判斷新相的出現(xiàn)。如果體系發(fā)生相變的熱效應很小，則用熱分析法很難產(chǎn)生拐點和水平段。30%樣品的步冷曲線中第一個轉(zhuǎn)折點明顯，熔化熱大的Sn先析出，所以當發(fā)生相變時可以提供更多的溫度補償，使曲線斜率改變較大。 4. 有時在出現(xiàn)固相的冷卻記錄曲線轉(zhuǎn)折處出現(xiàn)凹陷的小彎，是什么原因造成的？此時應如何讀相圖轉(zhuǎn)折溫度？ 答：這是由于出現(xiàn)過冷現(xiàn)象造成的，遇到這種情況可以通過做延長線的方式確定相圖的轉(zhuǎn)折溫度。 5. 金屬熔融系統(tǒng)冷卻時，冷卻曲線為什么出現(xiàn)折點？純金屬、低共熔金屬、及合金等轉(zhuǎn)折點各有幾個？曲線形狀為何不同？ 答：因為金屬熔融系統(tǒng)冷卻時，由于金屬凝固放熱對體系散熱發(fā)生一個補償，因而造成冷卻曲線上的斜率發(fā)生改變，出現(xiàn)折點。純金屬、低共熔金屬各出現(xiàn)一個水平段，合金出現(xiàn)一個折點和一個水平段。由于曲線的形狀與樣品熔點溫度和環(huán)境溫度、樣品相變