大學物化實驗思考題答案

1、物化實驗大學物化實驗思考題答案液體飽和蒸氣壓的測定1.測定液測量體飽和蒸氣壓的方法有哪些?我院物理化學實驗室采用的是什么方法?答:(1靜態(tài)法:在某一溫度下直接飽和蒸汽壓。(2動態(tài)法:在不同外界壓力下測定沸點。(3飽和氣流法:使干燥的惰性氣體通過被測物質,并使其為被測物質所飽和,然后測定所通過的氣體中被測物質蒸汽的含量,就可根據道爾頓分壓定律算出此被測物質的飽和蒸汽壓。采用靜態(tài)法測定乙醇的飽和壓。2.等壓計U型管中的液體起什么作用?冷凝器起什么作用?為什么可用液體本身作U型管封閉液?答:(1U型管作用:封閉氣體,防止空氣進行AB彎管內;?作等壓計用,以顯示U型管兩端液面上的壓力是否相等。(2將U

2、型管內封閉液蒸氣冷凝,防止其“蒸干”(3封閉液作用是封閉和作等壓計用,可用液體本身作封閉液。若用其它液體作封閉液,則平衡時a球上方的氣體為封閉液蒸氣和乙醇蒸氣的混合氣體,測定結果偏高。3.開啟旋塞放空氣入體系內時,放得過多應如何辦?實驗過程中為為什么要防止空氣倒灌?答:(1必須重新排除凈AB彎管內的空氣。(2AB彎管空間內的壓力包括兩部分:一是待測液的蒸氣壓;另一部分是空氣的壓力。測定時,必須將其中的空氣排除后,才能保證B管液面上的壓力為液體的蒸氣壓。4.如果升溫過程中液體急劇氣化,該如何處理?答:緩慢放入空氣,使系統(tǒng)壓力慢慢升高,以保持等壓計兩液面平齊,以免使等壓計內的乙醇急劇沸騰,使液封量

3、減少。二.二元液系相圖1.在“二組分氣液平衡相圖的測定”實驗中,作標準溶液的折光率-組成曲線的目的是什么?答:從標準溶液的折光率-組成曲線上可以得出某沸點下的氣相組成和液相組成。2.在“二組分氣液平衡相圖的測定”實驗中,收集氣相冷凝液的小槽的大小對實驗結果有無影響?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,其貯量超過了按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生影響。3每次加入蒸餾瓶中的三氯甲烷或乙醇是否應按記錄表規(guī)定精確計量?答:不一定。繪制沸點-組成圖時,不必精確知道系統(tǒng)組成。需要精確知道的數據是不同系統(tǒng)組成時的沸點、氣相組成和液相

4、組成,而氣液兩相組成可通過折光率-組成標準曲線得到。4.如何判定氣-液兩相已達到平衡?答:將液體緩慢加熱,當液體沸騰回流一段時間,且體系溫度計讀數穩(wěn)定時,可判定氣-液兩相已達到平衡。三.電動勢的測定1.為什么不能用伏特表測定原電池的電動勢?答:電池的電動勢不能用伏特計測量,其原因是:(1用伏特計測量,有電流流過電池,電池的內阻電壓降使所測電動勢偏低;(2有較大電流通過電極時,電極極化作用使電極電勢偏離平衡電極電勢,測得的電動勢小于電池的可逆電動勢;(3有電流通過電池時,電池會發(fā)生化學反應使溶液的濃度改變,導致電動勢的改變,從而破壞了電池的可逆性。2.對消法(或補償法測電動勢的原理是什么?畫出該

5、實驗的測量線路圖,并指出實驗中常用到哪些儀器?答:(1利用對消法(即補償法可以使電池在無電流(或極微弱電流通過的條件下測得兩極間的電勢差,這時電池反應是在接近可逆條件下進行的,這一電勢差即為該電池的平衡電動勢。(2電路圖(3UJ25型高電勢電位差計、檢流計、工作電池、標準電池、待測電池、正負電極和溫度計3.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:利用補償法測定被測電極電動勢;標準電池:提供穩(wěn)定的已知數值的電動勢EN,以此電動勢來計算未知電池電動勢。檢流計:指示通過電路的電流是否為零;工作電池:為整個電路提供電源,其值不應小于標準電池或待測電池的值。4.測電動勢為何要用鹽

6、橋?如何選用鹽橋以適合不同的體系?答:(1對于雙液電池電動勢的測定需用鹽橋消除液體接界電勢。(2選擇鹽橋中電解質的要求是:高濃度(通常是飽和溶液;電解質正、負離子的遷移速率接近相等;不與電池中的溶液發(fā)生反應。具體選擇時應防止鹽橋中離子與原電池溶液中的物質發(fā)生反應,如原電池溶液中含有能與Cl-作用而產生沉淀的Ag+、Hg 離子或含有能與K+離子作用的ClO-離子,則不可使用KCl鹽橋,應選用KNO3或NH4NO3鹽橋。5.在測定電動勢過程中,若檢流計的指針總往一個方向偏轉,可能是什么原因?答:若調不到零點,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

7、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。四.蔗糖水解1.本實驗是否一定需要校正旋光計的讀數?答:不一定。數據處理時利用對作圖得直線,在同一臺旋光儀測定時,的差值與旋光計的零點校正無關。2.為什么配蔗糖溶液可用粗天平衡量?答:本實驗只需要記錄tt數據,根據作圖求得反應速率常數k,數據處理時不需要知道蔗糖溶液的精確初始濃度,故配蔗糖溶液可用粗天平衡量蔗糖。3.如何測定?答:將剩余的混合液置于55左右的水浴中溫熱30分鐘,以加速水解反應,然后冷卻至實驗溫度,測其旋光度,此值即可認為是。4.本實驗的關鍵步驟是什么?如何減少誤差?答(1 溫度對反應速度影響較大,所以整個

8、過程應保持恒溫。用水浴加熱反應液測時,溫度不宜過高,以免產生副反應,溶液變黃,加熱過程應同時避免溶液蒸發(fā)使糖的濃度改變,從而影響的測定。(2由于反應初始階段速率較快,旋光度變化大,一定要注意時間的準確性。(3根據反應溫度,可適當增加HCl的濃度,以縮短反應時間。五.乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定1.配制乙酸乙酯溶液時,為什么在容量瓶中事先加入適量的蒸餾水?答:避免乙酸乙酯揮發(fā)。在容量瓶中事先加入適量的蒸餾水,可以使加入的乙酸乙酯很快溶于水中形成溶液,減少了乙酸乙酯的損失。2.為什么要使兩種反應物的濃度相等?如何配制指定濃度的乙酸乙酸溶液?答:(1為了處理問題方便,在設計這個實驗時將反應物CH3

9、COOC2H5和NaOH 取相同的初濃度a作為起始濃度。在此條件下存在下式:,以對作圖可得一直線,其斜率等于,由此可求得反應速率常數。(2 找出室溫下乙酸乙酯的密度,進而計算出配制100mL 與NaOH同濃度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升數V,然后用1mL 移液管吸取VmL 乙酸乙酯注入100mL 容量瓶中,稀釋至刻度即可。3.為什么要使兩溶液盡快混合完畢?開始一段時間的測定時隔期為什么要短?答:(1實驗過程中,要記錄不同反應時間時體系的電導率,因此兩溶液要盡快混合,且在混合時開始按下秒表計時。(2反應在開始一段時間內,體系的電導率下降較快,因此這段時間測定的時間間隔期要短。4.為何本實

10、驗要在恒溫條件下進行,而且乙酸乙酯和氫氧化鈉溶液在混合前還要預先恒溫?答:溫度對反應速率常數k影響很大,故反應過程應在恒溫條件下進行。5.本實驗注意事項:答:(1本實驗需用電導水,并避免接觸空氣及灰塵雜質落入。(2配好的NaOH溶液要防止空氣中的CO2氣體進入。(3乙酸乙酯溶液和NaOH溶液濃度必須相同。(4乙酸乙酯溶液需臨時配制,配制時動作要迅速,以減少揮發(fā)損失。六.表面張力的測定1在表面張力測定的試實驗中,為什么毛細管尖端應平整光滑,安裝時要垂直并剛好接觸液面?答:(1氣泡形成半球形時曲率半徑R和毛細管半徑r相等達最小值,附加壓力達最大值,由公式可求出被測液體的表面張力。故為得到半球形氣泡

11、,毛細管尖端應平整光滑。(2如果毛細管尖端插入液下,會造成壓力不只是液體表面的張力,還有插入部分液體的壓力。2.本實驗的關鍵在什么地方,如何減少誤差?答:(1儀器系統(tǒng)不能漏氣。(2所用毛細管必須干凈、干燥,應保持垂直,其管口剛好與液面相切。(3讀取壓力計的壓差時,應取氣泡單個逸出時的最大壓力差。1. 測電動勢為何需要用鹽橋?如何選用鹽橋以適合不同的體系?、答:鹽橋用于消除液接電勢,以KCL鹽橋為例說明,由于在鹽橋和倆溶液的接界處,因為KCL的濃度元大于倆旁溶液中電解質的濃度,界面上主要是K+和Cl離子互通式想溶液擴散。又因K+和CL的運動速度很接近,遷移數幾乎相同,根據液接電勢的共識的它的值接

12、近為零,且不予倆溶液發(fā)生化學反應。2. 飽和蒸汽壓測定的原理液體蒸汽壓隨溫度而變,其變化可用克勞修斯克拉佩龍方程式表示lgP= -HV.m/2.303R+C其中HV.m是液體的摩爾氣化熱,T和P是兩相平衡時的溫度和壓力,溫度越高,飽和蒸汽壓越大。3. 由熱力學第一定律可知,衡容燃燒熱QV等于內能變化u,恒壓燃燒值等于焓變H 對于理想氣體:H=u+(pvQp=Qv+nRT,n為反應前后反應物和生成物中氣體的物質的量之差,T是反應熱的熱力學溫度.4. 進入卡計的水溫為什么要求比室溫低0.51.0?答:因為當水溫的變化從低于室溫到室溫再到高于室溫時我們能夠利用雷諾溫度校正圖更為準確地測出溫差t,當水

13、溫高于室溫,水一直會向環(huán)境輻射能量,實驗將難于準確測出t。當水溫低于1.0時,通過計算水溫將一直低于室溫,環(huán)境向其輻射熱量也難以準確地測出,上述綜合可得,水溫比室溫要低0.51.0!在儀器設計與制造中,已考慮使量熱體系和環(huán)境的熱交換作用減到最小,但無法完全避免,這種熱交換對溫差測量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。用雷諾溫度校正圖可以較客觀地表示由于樣品燃燒促使卡計溫度升高的數值。5. 為什么冰浴的溫度控制在1左右?太高太低對實驗有什么影響?答:因為冰浴的溫度控制在1左右,即能對苯起到冷卻的效果,有不使之快速達到過冷卻狀態(tài),當溫度太高時,不能使其冷卻凝固,將導致實驗失敗,當溫度太低時,容易出現過冷卻現象難以準確測出Tf,影響實驗的準確度。6. 為什么加入萘的質量要在0.20.3g,太多太少有什么不利?答:加