物理化學(xué)實(shí)驗(yàn).

1、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)暇┽t(yī)科大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)系緒論實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)六物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浾扯确y(cè)定高聚物分子量 5蔗糖的轉(zhuǎn)化一準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng) 10丙酮碘化一復(fù)雜反應(yīng) 15中和熱的測(cè)定一恒壓量熱法 19異丙醇一環(huán)己烷體系的氣一液平衡相圖 22苯醋酸水 三元相圖261緒論物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)系學(xué)生的一門(mén)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，它綜合了化學(xué)領(lǐng)域各分支所需 要的基本研究工具和方法， 它與物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)課程緊密配合， 但又是一門(mén)獨(dú)立的， 理 論性、實(shí)踐性和技術(shù)性很強(qiáng)的課程。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是： 讓學(xué)生驗(yàn)證并鞏固和加深對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和方法，訓(xùn)練使用儀器的操作技 能，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、 正確記錄和處理數(shù)

2、據(jù)的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練， 提高學(xué)生分析問(wèn)題和 獨(dú)立工作的能力。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的基本任務(wù)是： 通過(guò)講授和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解并掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，比較系統(tǒng)地 掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，為日后的教學(xué)工作和科學(xué)研究工作打了初步的基礎(chǔ)。進(jìn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一般要經(jīng)過(guò)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)環(huán)節(jié)。具體要求是：一、預(yù)習(xí)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)， 要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)。 要仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)教材以及 每個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)要求中所指定的資料。了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，掌握原理，明確需要進(jìn)行哪些測(cè)量， 記錄哪些數(shù)據(jù)， 明確實(shí)驗(yàn)中每一步如何進(jìn)行以及為什么這樣做。 必要時(shí)， 需到實(shí)驗(yàn)室對(duì)照儀 器預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)儀器的

3、構(gòu)造及操作方法。在充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，扼要寫(xiě)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、操作方案、注意事?xiàng)、記錄 方案或表格等項(xiàng)目。二、實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手操作 （ 包括觀察、思維和記錄 ） ，是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的中心環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真、 細(xì)致，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。記錄數(shù)據(jù)要完全、準(zhǔn)確、整齊、清楚，所有數(shù)據(jù)必須記在記錄本上。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)將 數(shù)據(jù)交教師審閱，若不合格要重做或補(bǔ)做。保持實(shí)驗(yàn)室的安靜和清潔，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則和安全守則。保護(hù)儀器，節(jié)約藥品，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要仔細(xì)清洗儀器，將所有電器開(kāi)關(guān)復(fù)原。三、寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一方面是向教師報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對(duì)結(jié)果的分析，從而體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)者的勞動(dòng) 成果，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生正確有效的寫(xiě)作能力

4、，正確分析、歸納、總結(jié)和表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還 可以加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的理解， 實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的新飛躍。 因此， 做完每一個(gè)實(shí)驗(yàn)必 須認(rèn)真寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，般包括目的、簡(jiǎn)單原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理以及討論等。 數(shù)據(jù)處理，應(yīng)弄清其原理、方法和步驟、計(jì)算公式及應(yīng)用的單位，仔細(xì)進(jìn)行計(jì)算，正 確作圖，正確表達(dá)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須各人獨(dú)立完成，各有自己的風(fēng)格，要用簡(jiǎn)煉的語(yǔ)言，完整地表達(dá)所要說(shuō) 明的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)報(bào)告，既要有一定的格式，又要避免般化。對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚米约旱?語(yǔ)言作扼要的敘述 一般的操作可以簡(jiǎn)略敘述， 而寫(xiě)上關(guān)鍵性的操作。 對(duì)于較復(fù)雜或較重要 的實(shí)驗(yàn)則應(yīng)寫(xiě)詳細(xì)些，并作較深入的討論。

5、3端基分析沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低、等溫蒸餾v 3 x 104滲透壓M=1046-10光散射M=1047-10超離心沉降及擴(kuò)散M=104-107實(shí)驗(yàn)一粘度法測(cè)定高聚物分子量一.目的1. 測(cè)定聚乙二醇的粘均分子量2. 掌握烏氏（ubbelohde ）粘度計(jì)測(cè)定粘度的方法.原理 1分子量是高聚物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在了解聚合作用的進(jìn)程，反應(yīng)機(jī)理以及敘述聚合物成品的規(guī)范時(shí)，都需要測(cè)定分子量。高聚物的分子量一般地說(shuō)其大小在103-10 7之間，高聚物通常是許多聚合度不同的分子的混合物，因此高聚物分子量只有統(tǒng)計(jì)意義，按不同的統(tǒng)計(jì)方法， 可 以有各種含意不同的分子量，如重量平均分子量，粘度平均分子量等等。M的范圍如下:

6、對(duì)線型高聚物分子量的測(cè)定方法有以下幾種，其實(shí)用的分子量（4v 3 x 105#另外還有一種粘度法，此法M=10-1O7,只有這種方法是間上述方法除端基分析外，都需要較復(fù)雜的儀器和操作技術(shù)。最為簡(jiǎn)單快速，且有相當(dāng)好的準(zhǔn)確度，適用分子量的范圍為 接測(cè)定分子量的方法，它利用高分子溶液的特性粘度和分子量間的經(jīng)驗(yàn)方程來(lái)計(jì)算分子量, 而這種特性粘度和經(jīng)驗(yàn)方程式中的常數(shù)是要用其他方法來(lái)確定的，高聚物不同，溶劑不同，分子量范圍不同，就要用不同的經(jīng)驗(yàn)方程式。高聚物溶液的粘度 一般比純?nèi)軇┑恼扯?0大得多，粘度增加的分?jǐn)?shù)叫增比粘度sp。(1 )nsp式中r = / 0稱(chēng)為相對(duì)粘度，以表示溶液粘度對(duì)溶劑粘度的相對(duì)值

7、， 是溶液整體的粘度行為, 包括溶劑分子間的內(nèi)摩擦，高聚物分子和溶劑間的內(nèi)摩擦。而sp則意味著已扣除了溶劑分子間的這部分粘度行為。故sp隨溶液中高聚物粘度的增加而增大，為了便于比較，nnStaudinger建議用單位濃度下的增比粘度即一聖來(lái)做高聚物分子量的量度 （c為濃度）。一巴cc稱(chēng)作比濃粘度，其數(shù)值隨濃度c的表示方法而異，也隨溶液的濃度而改變，當(dāng)溶液無(wú)限稀釋 時(shí)，各個(gè)高聚物分子彼此相距極遠(yuǎn)，相互干擾可忽略不計(jì)， 此時(shí)溶液所呈現(xiàn)的粘度主要是反應(yīng)了高聚物分子和溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)濃度c趨近零時(shí)，比濃粘度趨近一固#定的極限值,稱(chēng)為特性粘度，即lim sp =C-0 c(2)值可利用

8、sp - C圖由外推法求得。當(dāng)c趨近零時(shí),InJ 的極限值也是。這是因?yàn)楫?dāng)濃度 c不大時(shí):cIn r冷sp 3釘)可以忽略高次項(xiàng)，即得limc=lim c 0 csp(3)在適當(dāng)?shù)臐舛确秶鷥?nèi)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)sp或 J 和c之間存在經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式:n“=k' 2c cJ =訂2C(5)#這是兩條直線方程，以亠圖1外推法求nIn j或 丄二對(duì)c (見(jiàn)圖1)得兩條直線，外推至 c = 0時(shí)，兩條c直線交縱坐標(biāo)軸于一點(diǎn)，即可求得數(shù)值。的單位是濃度單位的倒數(shù)，隨溶液濃度的表示法不同而不相同，文獻(xiàn)中常用100毫升溶液內(nèi)所含高聚物的克數(shù)濃度單位，我們用克/毫升為濃度單位。和高聚物的分子量的關(guān)系，用下面的經(jīng)驗(yàn)方

9、程表示：(6)M就是粘均分子量，對(duì)于確定的高聚物一溶劑體系，在一定的溫度下，K為一比例常數(shù)，：是與溶液中高分子形態(tài)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn) 參數(shù)，K和的數(shù)值都要由其它實(shí)驗(yàn)方法定出， 由于確定常數(shù)的方法不同，各方法的準(zhǔn)確度和 平均分子量不同，因而 K和：的數(shù)值有時(shí)也略有出入，下表為常用的幾個(gè)數(shù)值:咼聚物溶劑溫度KCt聚苯乙烯苯20 C21.23 x 100.72甲苯25 C3.70 x 1020.62聚乙烯醇水25 C2.0 x 1020.76聚乙二醇水25 C21.56 x 100.52. 溶液的粘度。測(cè)定粘度的方法主要有毛細(xì)管法、轉(zhuǎn)筒法和落球法，在測(cè)定高聚物溶液的特性粘度時(shí)，以毛細(xì)管法最為簡(jiǎn)便，當(dāng)液體自垂

10、直的毛細(xì)管中因重力作用而流出到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，促使其流動(dòng)的力（重力）與阻止其流動(dòng)的力（內(nèi)摩擦）相等時(shí)，Poise nille推導(dǎo)出下列公式：“兀 pr4t nhdgr4t（7）&V&V式中p 當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)在毛細(xì)管兩端間的壓力差（此處就是液體的密度 流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度h這三者的乘積）r 毛細(xì)管的半徑；l 毛細(xì)管的長(zhǎng)度；v 流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積t流出的時(shí)間用同一根粘度計(jì)在相同的條件下測(cè)定溶液和純?nèi)軇┑恼扯葧r(shí),d,重力加速度g和它們的相對(duì)粘度就等于密APt一 o - A ?otot ptt0 potodtdoto(8)如果溶液的粘度不大（c<1 x 102g/ml ）,則溶

11、液的密度d與溶劑的密度do可近似地看作相等，故有:(9)因此只要測(cè)定t和to,就可以求出r。三儀器和藥品恒溫槽1套停表1只容量瓶（25ml）1 只移液管5ml 2只移液管1只烏氏粘度計(jì)1支有塞錐形瓶（100ml）1只度與流出時(shí)間的乘積之比。小滴管1只洗耳球（或注射器） 1只 乳膠管2根重錘1只萬(wàn)用夾三只彈簧夾2只聚乙二醇洗液圖2烏氏粘度計(jì)四實(shí)驗(yàn)步驟:1.將恒溫槽調(diào)節(jié)到25.0 ± 0.1 C，在有塞錐形瓶中加入約80ml蒸餾水放入恒溫槽備用。2.配置高聚物溶液準(zhǔn)確稱(chēng)取聚乙二醇約 1g,放在25ml容量瓶中配成水溶液。配溶液時(shí)，先加入溶劑至容量瓶的2/3，待其全部溶解后放入恒溫槽，恒溫

12、10min，再加入同一恒溫槽中已恒溫的蒸餾水到刻度。3. 洗滌粘度計(jì)，先用熱的洗液浸泡，再用自來(lái)水洗，蒸餾水沖洗干凈。4. 測(cè)定不同濃度聚乙二醇的流出時(shí)間t。將粘度計(jì)垂直放入恒溫槽中，用移液管將配置的聚乙二醇溶液10ml從A管注入粘度計(jì)，（注意不要加在 A管壁上?。┘泳oC管上的乳膠管，用洗耳球從管上的乳膠管口抽取管內(nèi)的 液體，抽取時(shí)要使液體緩慢流出毛細(xì)管上升到G球的1/2處，然后打開(kāi)C管，讓空氣進(jìn)入可使連通器斷路，即 D管中的液體和毛細(xì)管液體斷開(kāi)，使毛細(xì)管流出的液體懸空，打開(kāi)C管,稍停12min,再打開(kāi)B管，當(dāng)液面流經(jīng)刻度 a時(shí)，立刻按下停表開(kāi)始記錄時(shí)間，到液面降 到b刻度時(shí)，再按停表，此即溶

13、液的流出時(shí)間t，再測(cè)兩次，時(shí)間誤差不能超過(guò)0.3秒。然后依次用移液管加入恒溫的蒸餾水5ml、5ml、10ml、10ml于粘度計(jì)中，每加一次溶劑，用洗耳球從C管鼓氣攪拌均勻，并將溶液抽上流下23次沖洗毛細(xì)管，然后靜置 23min ,用同法測(cè)定不同濃度的溶液流經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間，每個(gè)濃度測(cè)三次。5. 測(cè)定溶劑流出時(shí)間to取出粘度計(jì)，倒出溶液，用蒸餾水洗滌。用移液管加入純?nèi)軇?0ml，同上法測(cè)定其流經(jīng)時(shí)間t0，也測(cè)三次。實(shí)驗(yàn)完畢，粘度計(jì)應(yīng)用潔凈蒸餾水浸泡或倒置使其晾干。在倒置干燥以前，粘度計(jì)內(nèi)壁 必須徹底洗凈，以免所剩高聚物在毛細(xì)管壁內(nèi)形成薄膜。流出時(shí)間/（秒）m =t/t 0In mln m/c &#

14、39;"HspHsp/c '第一次第二次第三次平均值1溶液10ml 溶 劑 0ml 相對(duì)濃 度c '=12溶液10ml 溶 劑 5ml 相對(duì)濃 度c'=2/33溶液10ml 溶 劑 5ml 相對(duì)濃 度c'=1/24溶液10ml 溶劑 10ml 相對(duì)濃 度c'=1/35溶液10ml 溶劑 10ml 相對(duì)濃 度c'=1/4純?nèi)軇?0ml）五數(shù)據(jù)處理1. 將所測(cè)數(shù)據(jù)列表如下：試樣名稱(chēng) 溶劑名稱(chēng)溶液起始濃度Cg/100ml恒溫槽溫度2作 c '及 q c'線性外推求出截距A,以A值除以C1即得。c'c'lim=

15、lim =4 =cQ C cT c c.而每次溶液的實(shí)際濃度 c= c' C1,代入上式得：3 求聚乙二醇的粘均分子量，所得的相對(duì)誤差不能超過(guò)15 %。=0.02 1.56 10_4M°'78六.思考題1 烏氏粘度計(jì)中支管 C有何作用？除去支管 C是否仍可測(cè)定粘度？2 烏氏粘度計(jì)的毛細(xì)管太粗或太細(xì)，有什么缺點(diǎn)？3 利用粘度計(jì)測(cè)定高聚物分子量的局限性是什么？適用的分子量范圍是多少？4 .特性粘度就是無(wú)限稀釋時(shí)的比濃粘度，它和純?nèi)軇┑恼扯?#176;是否一樣?七參考資料1 錢(qián)人元等，高分子化合物分子量的測(cè)定，科學(xué)出版社，1958。2 施良和，化學(xué)通報(bào)，1961, 5: 2

16、76。錢(qián)人元，化學(xué)通報(bào)，1955, 7: 396。9(13)11實(shí)驗(yàn)二蔗糖的轉(zhuǎn)化一一準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)目的:1. 測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率常數(shù)，半衰期和活化能。2. 了解該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與旋光度之間的關(guān)系。3. 了解旋光儀的基本原理，掌握旋光儀的正確的操作技術(shù)。二原理：蔗糖轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式為：H +C2H2O1+ H2O T C6H12Q + C6H2Q(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)在純水中，此反應(yīng)的速度極慢， 通常需在氫離子的催化作用下進(jìn)行，該反應(yīng)原應(yīng)為一個(gè)二級(jí)反應(yīng)，但由于水是大量存在的， 盡管有部分水參加了反應(yīng)，仍可以認(rèn)為反應(yīng)過(guò)程中水的濃度是恒定的，因此，蔗糖的轉(zhuǎn)化反應(yīng)可看作為一級(jí)反應(yīng)。一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速度

17、方程可由下式表示：-dCA 二 ©(1)dt式中：K為反應(yīng)速率常數(shù)， O為反應(yīng)時(shí)間t時(shí)的反應(yīng)物濃度。(1)式積分得：lnCa= kt + lnC a(2)式中C0為反應(yīng)時(shí)蔗糖的濃度，當(dāng) G= 1/2 C A0時(shí)，t可用ti/2表示，即為反應(yīng)的半衰期：竺理(3)2 k k蔗糖及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物都含有不對(duì)稱(chēng)的碳原子，它們都具有旋光性。但是它們旋光能力不同,故可以利用體系在反應(yīng)過(guò)程中旋光度的變化來(lái)量度反應(yīng)的進(jìn)程。測(cè)量旋光度所用的儀器稱(chēng)為旋光儀，溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)之旋光能力， 溶齊性質(zhì)、溶液的濃度、樣品管長(zhǎng)度、光源波長(zhǎng)及溫度等均有關(guān)系，當(dāng)其它條件均固定時(shí)， 旋光度與反應(yīng)物濃度C呈線性

18、關(guān)系，即：= kC(4)式中常數(shù)k與物質(zhì)之旋光能力、溶劑性質(zhì)、樣品管長(zhǎng)度、光源波長(zhǎng)等有關(guān)。物質(zhì)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量。比旋光度可用下式表示：(5):-100lc式中:t 實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度；入-所用光源波長(zhǎng)，一般用鈉光燈源D線，其波長(zhǎng)為589納米（nm）a測(cè)得的旋光度，以度為單位；C濃度，以g/100cm為單位，即在100 cm3溶液里所含物質(zhì)的克數(shù)；I 樣品管的長(zhǎng)度，以分米為單位。作為反應(yīng)物的蔗糖是右旋性物質(zhì)，其比旋光度: d2°c=66.6 ° ,生成物中葡萄糖也是右旋性物質(zhì),其比旋光度: d20c =52.5。，但是糖是左旋性物質(zhì), 其比旋光度:d20c = 91.9 &

19、#176; 由于生成物中果糖的左旋性質(zhì)，因此隨著反應(yīng)的進(jìn)行， 體系的右旋角不斷減小，反應(yīng)至某一瞬間，體系的旋光度可恰好等于零，而后就變成左旋，直至蔗糖完全轉(zhuǎn)化這時(shí)左旋角達(dá)到最 大值嚴(yán)。、to= k反Ca° （t = 0,蔗糖尚未轉(zhuǎn)化）（6）最終體系的旋光度為冷=k生C0 （t =s,蔗糖已完全轉(zhuǎn)化）（7） 式（6） （7）中的k反和k生分別為反應(yīng)物與生成武之比例常數(shù)，當(dāng)時(shí)間 t時(shí)，蔗糖濃度為CA, 此時(shí)旋光度:-t為：,/.t = k 反 CA+ k 生（G CA）（ 8）由（6） （ 7） （ 8）式聯(lián)立可以得：0Ct o 0（.CA 0= ko-）（9）k反- k生.：st -

20、- CA t = k'（：t7q）（10）k反一 k生將（9） （10）二式代入（2 ）式，即得：In （、 、u）= kt + In （、沁-丄8）（11）由（11）式可以看出，若以In （:t m）對(duì)t作圖得一直線，從直線的斜率可以求得反應(yīng) 速率常數(shù)k,測(cè)定不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)，可利用阿累尼烏斯公式：(12)Ea2 -巧R( T2T1RT2T1 ln 蜃T? - T1 kj計(jì)算該溫度范圍內(nèi)的平均活化能。三藥品和儀器：藥品： 蔗糖（化學(xué)純），HCI溶液（4mol/dm3）儀器： 旋光儀1臺(tái)停表1只錐形瓶150cm32只移液管25cm?2只燒杯 lOOcmL 400cm3各 1 只

21、量筒100cm31只Y形管2只超級(jí)恒溫槽1臺(tái)四實(shí)驗(yàn)步驟：1 . 了解和熟悉旋光儀的構(gòu)造，原理和使用方法。2 調(diào)節(jié)超級(jí)恒溫槽的溫度，使旋光管在25± 0.2 C恒溫。3 用蒸餾水校正儀器的零點(diǎn)：蒸餾水為非旋光性物質(zhì)， 可用作校正儀器的零點(diǎn)。校正時(shí)，先洗凈旋光管，將管的一端加上蓋子；另一端向管內(nèi)灌滿蒸餾水，使液體形成一個(gè)凸出的液面蓋上玻璃片，此時(shí)，管內(nèi)不應(yīng)有氣泡存在，(此步需要先用蒸餾水練習(xí))，再蓋上套蓋，使玻璃片緊貼于旋光管。使勿漏水，但必須注意不要旋得太緊，以免玻璃 片壓碎。用抹布將試樣管擦干，再用擦鏡紙將旋光管兩端的玻璃片擦干凈，將旋光管 放入旋光儀內(nèi)，打開(kāi)光源，調(diào)節(jié)目鏡聚焦，使視

22、野清楚，然后，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡至觀察到 的三分視野暗度相等為止，記下檢偏鏡之旋角，重復(fù)測(cè)量三次，取其平均值，即為儀 器零點(diǎn)。4 稱(chēng)取20g蔗糖(在臺(tái)式天平上)，放入干燥的燒杯中，并加入 100ml蒸餾水，使蔗糖全部溶解。若溶液混濁，還要進(jìn)行過(guò)濾。5 蔗糖轉(zhuǎn)化過(guò)程中旋光度的測(cè)定(1) :-t的測(cè)量分別用移液管吸取已配置的蔗糖溶液和4mol/LHCI溶液各35mI加入到Y(jié)型管的兩支管中，在25C恒溫10min,然后將HCI溶液加入到蔗糖溶液中去，當(dāng)HCI加入到一半時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。并充分混合均勻，迅速用少許混合液將旋光管漂洗三次后，依上述零點(diǎn)校正的方法，將旋光管裝好擦凈，測(cè)定不同時(shí)間的旋光度，第一個(gè)數(shù)據(jù)要求離

23、開(kāi)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間1 -2分鐘，測(cè)量時(shí)，將三分視野調(diào)節(jié)暗度相等后，先記錄時(shí)間，再讀取旋光度。第一個(gè)數(shù)據(jù)獲得后，每隔一分鐘讀取一次旋光度，獲得五個(gè)數(shù)據(jù)后，每三分鐘讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，獲得三個(gè)數(shù)據(jù)后，每五分鐘讀取一次，獲得三個(gè)數(shù)據(jù)后，每十分鐘讀取一次，直 到反應(yīng)1.5小時(shí)為止。(2) J的測(cè)定在測(cè)t的同時(shí)，將Y型管內(nèi)剩余的溶液置于50-60C的水浴內(nèi)溫?zé)?30分鐘，但必須 (13)13注意水的溫度不可超過(guò) 60C，以防止溶液變黃，使 廣的測(cè)定產(chǎn)生偏差。然后冷卻到實(shí)驗(yàn)溫度測(cè)定。若估Y型支管內(nèi)的剩余溶液不夠用來(lái)測(cè)定 ：心，則必須待:t測(cè)定完畢后將旋光管內(nèi)的 溶液與Y型支管內(nèi)合并，再按上述溫?zé)嵋蠹訜峄旌弦?0分

24、鐘，冷卻到實(shí)驗(yàn)溫度并測(cè)定其嚴(yán)。由于反應(yīng)混合液溫度酸度很大，因此，樣品管一定要擦凈后才能放入旋光儀，以免外管沾附的反應(yīng)液腐蝕旋光儀，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須洗凈樣品管。6.將恒溫槽調(diào)節(jié)到35± 0.2 C,按步驟5測(cè)定35 C時(shí)蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的旋光度屮和嚴(yán)。此樣品只需做35分鐘。五記錄和數(shù)據(jù)處理3o蔗糖濃度 / (g/100cm ) , HCI/ (mol/dm ) 室溫/ (C) ，大氣壓/ ( mmH)儀器零點(diǎn)/ ° t/minat/ °(at g)/°ln( at w)1. 以ln（ :-t-:心）對(duì)t作圖，求出直線的斜率和截距，計(jì)算25C及35C時(shí)的速率常數(shù)

25、。2. 由（1）中得的速率常數(shù)，求反應(yīng)的半衰期。3. 利用阿累尼烏斯公式，計(jì)算平均活化能。4. 作:t -1 圖。六.思考題：,<t是否1. 實(shí)驗(yàn)中，我們用蒸餾水來(lái)校正旋光儀的零點(diǎn)，問(wèn)蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程所測(cè)的旋光度 需要零點(diǎn)校正？為什么？2. 在混合蔗糖溶液和 HCI時(shí)，我們將HCI溶液加到蔗糖溶液中去，為什么？3. 為什么配蔗糖溶液可用粗天平稱(chēng)量？七參考資料：1. F.Daniels,Experimental Physical Chemistry,6th ed.,1962:139-143,234-2432. 南京師大學(xué)報(bào)，自然科學(xué)版，1987, （3） : 603復(fù)旦大學(xué)等編，物理化學(xué)實(shí)

26、驗(yàn)（上冊(cè)），人民教育出版社，198015實(shí)驗(yàn)二丙酮碘化一復(fù)雜反應(yīng)一目的1利用分光光度計(jì)測(cè)定酸催化時(shí)丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)。2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜反應(yīng)的理解。3. 掌握722型分光光度計(jì)的使用方法?；驹肀饣磻?yīng)中生成的 是反應(yīng)的催化劑，故反應(yīng)是自動(dòng)催化反應(yīng)。H +CH 3-C-CH 3+ I2 0CH 3-C-CH 2I+ r + HTJ0實(shí)驗(yàn)證明丙酮碘化是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng),一般認(rèn)為是分兩步進(jìn)行，即：CH -C-CHH +_ CH 3-C=CH 23 II3X rH-第一步：00H(1)ch3-c=ch2+ I2 ch3-c-ch2i + I- + H+第二步：0H0（2）反應(yīng)（1 ）是丙

27、酮的烯醇化，它是一個(gè)可逆反應(yīng)，并且進(jìn)行得很慢，反應(yīng)（2 ）是丙酮的碘化反應(yīng)，它是一個(gè)很快而且能進(jìn)行到底的反應(yīng)，丙酮碘化的總反應(yīng)速度是取決于反應(yīng)（1）丙酮烯醇化的反應(yīng)速度， 二丙酮烯醇化的反應(yīng)速度又取決于丙酮和氫離子的濃度，單位時(shí)間內(nèi)生成碘化丙酮的數(shù)量與丙酮和氫離子濃度的乘積成正比。即：dC e(3)dt =kCA CH+CE碘化丙酮的濃度Q丙酮的摩爾濃度Ch+氫離子的濃度K丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)dCE dCadt dt由于I 2的濃度可用分光光度計(jì)來(lái)測(cè)定，測(cè)定不同時(shí)間的碘的濃度，就可以求得dC_2和dtdCE的數(shù)值，若I 2的濃度比丙酮和酸的濃度小的多，反應(yīng)中丙酮與酸的濃度可視為不變, dt反應(yīng)

28、速率就等于常數(shù)，方程（3）的積分就可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。CetdCE = kCA CH 亠idtcE0Ce -Ce =kCACH (t - to)Ce =C°2 -Ci2C：CE -C12 二 2人5 t式中：Ci2 反應(yīng)未開(kāi)始溶液中I2的濃度 cE 時(shí)間為to時(shí)生成物的濃度，可看作零C|2經(jīng)過(guò)t秒以后I 2的濃度C|2 二-kCACH t (C|2- CE)反應(yīng)時(shí)，碘的摩爾濃度與時(shí)間是直線關(guān)系，以C2對(duì)反應(yīng)時(shí)間作圖，得到一直線，直線的斜率就是kCACH +,而GG+在反應(yīng)過(guò)程中保持不變，可由丙酮與氫離子的濃度計(jì)算出來(lái)。 反應(yīng)速率系數(shù)k也就可以求出來(lái)，在溫度一定時(shí)，雖反應(yīng)時(shí)丙酮與碘的濃度不同

29、，但反應(yīng)速率系數(shù)k仍然是一個(gè)常數(shù)，通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，就可以說(shuō)明反應(yīng)速率系數(shù)基本上是一常數(shù)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)曲線的斜率就代表著反應(yīng)速率的大小。實(shí)驗(yàn)測(cè)定溶液的吸光度，從工作曲線換算成碘的濃度，測(cè)定一系列標(biāo)準(zhǔn)濃度的碘的摩爾 濃度，根據(jù)溶液的摩爾濃度與吸光度成正比，應(yīng)得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，測(cè)定一未知溶液的吸光度值乘以工作曲線斜率，就知道這個(gè)溶液的濃度。722型分光光度計(jì)1臺(tái)停表1只310cm刻度移液管1只移液管：5cmf3只10cm34只20cm32只25cm31只30cm31只三儀器和試劑超級(jí)恒溫槽1套50cm3碘瓶6只100cm3碘瓶1只洗瓶1個(gè)滴管1根0.005mol/dm3I2溶液(含KI 7

30、 %)1mol/dm3 HCl2mol/dm3CHCOCH17#四操作步驟1調(diào)整分光光度計(jì)#置分光光度計(jì)的波長(zhǎng)為 460nm 722型分光光度計(jì)的使用見(jiàn)附錄。2. 測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)取洗凈烘干的 50cm3碘瓶六只，用移液管在每瓶中加入一定數(shù)量的水，0.005mol/dm 3| 2與1mol/dm HCl （具體數(shù)量見(jiàn)表），另取100 cm碘瓶加入2mol/dm丙酮100 cm，都放在超 級(jí)恒溫槽內(nèi)，恒溫15分鐘以后用移液管吸取一定數(shù)量的丙酮加入一號(hào)碘瓶?jī)?nèi)，這些操作都 在恒溫槽內(nèi)進(jìn)行，一般當(dāng)丙酮加入一半時(shí)打開(kāi)停表，加完丙酮后碘瓶從恒溫槽內(nèi)取出，迅速搖勻。將溶液加入比色皿前，用溶液洗滌兩次

31、，用濾紙擦干光滑面上可能存在液滴，將比色 皿放回暗箱，在一分鐘或兩分鐘時(shí)進(jìn)行讀數(shù)，以后，每隔一分鐘進(jìn)行一次讀數(shù)，直到反應(yīng)完畢。其它溶液按相同的方法進(jìn)行測(cè)量，三、四、五、六號(hào)溶液要半分鐘讀數(shù)一次，測(cè)量時(shí)記 錄透光率，再處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)換算成吸光度（ A=- lg透光率）。反應(yīng)物數(shù)量參照下表，丙酮在進(jìn)行測(cè)量時(shí)再加入。溶液V (120.005mol/dm )V (HCl1mol/dm )V3 (H2O)V (CHCOC32mol/dm )3cm3cm3cm3cm11052510210102553553010410102010510201010651025103. 制作工作曲線取1、2、3、4、5cmf

32、0.005mol/dm i 2溶液放在50 cmi容量瓶?jī)?nèi)并稀釋至刻度，在25C恒溫槽中恒溫15分鐘，測(cè)量比色皿內(nèi)溫度，然后測(cè)定溶液的吸光度或透光率，分光光度計(jì)使用見(jiàn)附錄。實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)掉各電源、碘瓶、容量瓶刷洗干凈并放回烘箱內(nèi)，比色皿洗凈放在比色皿盒內(nèi)。五數(shù)據(jù)記錄I 2 的濃度mol/dm3 (12)鹽酸濃度 mol/dm3 ( HCl)丙酮濃度 mol/dm3 ( CHCOC3H（1）制作工作曲線50 cm3容量瓶中加入碘12345的毫升數(shù)I 2的濃度 吸光度(2)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)T寸間t1f23456六.數(shù)據(jù)處理溶液編號(hào)123456反應(yīng)開(kāi)始時(shí)丙酮濃度反應(yīng)開(kāi)始時(shí)鹽酸濃度鹽酸與丙酮濃度乘積反

33、應(yīng)曲線斜率反應(yīng)速率常數(shù)k (dm? min一1 mo1)方法一：(1 )從I2的濃度對(duì)吸光度制作工作曲線(2) 從工作曲線上求得不同吸光度時(shí)I 2的濃度(3) 以I 2的濃度對(duì)時(shí)間作圖。得到一條直線，直線的斜率等于一kCAC+(4) 計(jì)算丙酮和酸的濃度，進(jìn)一步計(jì)算不同濃度時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)，求出k的平均值 方法二：(1)以碘的濃度為縱坐標(biāo)對(duì)吸光度作工作曲線，得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，求直線的斜率m(2 )實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液的吸光度(乘以 m,為碘的濃度)對(duì)時(shí)間(分)作圖得一直線，求次 直線的斜率m,而二mm；就代表反應(yīng)速度(3 )反應(yīng)速度等于-kCO+計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)，并求 k的平均值實(shí)驗(yàn)四中和熱的測(cè)定

34、恒壓量熱法一、目的：測(cè)定醋酸與氫氧化鈉的中和熱，計(jì)算醋酸的電離熱。二、原理在一定的溫度、壓力和濃度下，1摩爾酸和1摩爾堿中和時(shí)放出的熱量叫做中和熱。強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在水溶液中幾乎完全電離，在足夠稀釋的情況下中和熱幾乎是相同的，在25C時(shí):+ -H + OH t H 2O中和 H=- 57.3 kJ/mol若所用溶液相當(dāng)濃，則所測(cè)得的中和熱值較高。這是由于溶液相當(dāng)濃時(shí)，離子間相互作用力及其他因素影響的結(jié)果。若所用的酸只部分離解，放出的熱量則大大小于57.3千焦。弱酸（或弱堿）在水溶液中部分電離，當(dāng)其和強(qiáng)堿（或強(qiáng)酸）發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，其熱效應(yīng)是中和熱和電離熱的代數(shù)和。例如醋酸和氫氧化鈉的反應(yīng)：HAct H

35、 + Ac電離 HH+ + OH- t h 2O中和 HHAc + OH- t h 2O + Ac 中和 H'根據(jù)蓋斯定律，有中和H'=A電離H+A中和H所以電離H=A中和H一 中和H本實(shí)驗(yàn)，系采用化學(xué)反應(yīng)標(biāo)定法，標(biāo)定量熱計(jì)的熱容量，即將鹽酸和氫氧化鈉水溶液在量熱計(jì)中反應(yīng)利用其已知的中和反應(yīng)熱和測(cè)得反應(yīng)前后量熱計(jì)的溫差厶T,計(jì)算量熱計(jì)的熱容量。在相同的條件下，將待測(cè)反應(yīng)在量熱計(jì)中進(jìn)行，利用它的熱容量和反應(yīng)測(cè)得的溫差， 求出反應(yīng)熱。四、儀器和藥品杜瓦瓶量熱計(jì)（包括杜瓦瓶、內(nèi)管、橡皮塞、夾子、木盒）250 mL容量瓶2只50 mL移液管3只400 mL燒杯1只洗耳球 1只洗瓶1只1

36、.5 mol/L NaOH溶液1.0 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mol/L HAc標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖杜瓦痛 木盒一五、操作說(shuō)明1. 調(diào)節(jié)貝克曼溫度計(jì)到合適的位置。2. 50 mL移液管移取1.0 mol/L HCI 入250 mL容量瓶，定容。250 mL溶液全部加入杜瓦 瓶中，內(nèi)管加入 1.5 mol/L NaOH 溶液50 mL。3. 調(diào)節(jié)好的溫度計(jì)插入杜瓦瓶中，穩(wěn)定后讀數(shù)，用洗耳球?qū)?nèi)管中的NaOH溶液吹入杜瓦瓶中（可以有剩余），搖勻杜瓦瓶中的溶液，觀察溫度上升。直到溫度不變，記下讀數(shù)。重 復(fù)兩次，取平均值 T。4. HAc溶液按同樣的操作兩次，記下平均值 T。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

37、：t時(shí)的中和反應(yīng)熱效應(yīng)1. 利用下列經(jīng)驗(yàn)式，計(jì)算在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)強(qiáng)酸強(qiáng)堿在實(shí)驗(yàn)溫度中和H 中和 H=- 57111.6 + 209.2 （t-25 ）焦耳 /摩爾根據(jù)中和反應(yīng)放熱和體系吸熱的平衡關(guān)系：C酸V酸厶中和H= CA T計(jì)算量熱計(jì)（含溶液）熱容量 C式中C酸、V酸分別為酸溶液的物質(zhì)的量濃度和體積。七、討論：1. 用內(nèi)管加樣的方法：目的是使酸和堿液在反應(yīng)前都處于同一溫度，消除溫度不同而帶來(lái) 的誤差。2. 中和熱和電離熱都與濃度和測(cè)定的溫度有關(guān)，因此在闡明中和過(guò)程和電離過(guò)程的熱效應(yīng) 時(shí)，必須注意記述酸和堿的濃度以及測(cè)量的溫度。3. 在測(cè)定量熱計(jì)（含溶液）的熱容和測(cè)定弱酸強(qiáng)堿的中和熱時(shí)，都要

38、使酸被中和完全，兩但本實(shí)驗(yàn)可次測(cè)定所用的溶液應(yīng)該相等，兩次中和后溶液的熱容量因含鹽不同會(huì)稍有差別，以忽略不計(jì)，當(dāng)然，也可以用別的方法來(lái)測(cè)定量熱計(jì)的熱容量。八、思考題：1. 弱酸的電離是吸熱還是放熱？2. 中和熱除與溫度、壓力有關(guān)外，還與濃度有關(guān)，如何測(cè)量在一定溫度下，無(wú)限稀釋時(shí)的中和熱？23附：貝克曼（Beckman溫度計(jì)的使用在實(shí)驗(yàn)室中較精確的測(cè)定溫度，必須使用刻度精確的溫度計(jì)，例如：溫度需要讀至0.001 C,則溫度計(jì)上的刻度至少要到 0.01 Co為了達(dá)到這個(gè)目的， 一種方法是將溫度計(jì)做得 很長(zhǎng)，另一種方法是用很多不同溫度范圍內(nèi)使用的溫度計(jì)，前一種溫度計(jì)使用時(shí)當(dāng)然不方便， 后一種也極不經(jīng)

39、濟(jì)，需要精確測(cè)定純物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。需要知道絕對(duì)溫度，則一般采用后 一種方法；如果我們不需要知道一個(gè)系統(tǒng)溫度的絕對(duì)值，只需要精確測(cè)定T ,而且T之間并不太大，最好使用貝克曼溫度計(jì)。一、構(gòu)造和特點(diǎn)貝克曼溫度計(jì)，也是水銀溫度計(jì)的一種，是精密測(cè)定溫度差值的溫度計(jì)。貝克曼溫度計(jì)簡(jiǎn)單的構(gòu)造如圖所示，下面為水銀球，上面有貯汞槽。上下由毛細(xì)管連通， 貯汞槽可以用來(lái)調(diào)節(jié)水銀其中的水銀。其中除了水銀外是真空。在玻璃毛細(xì)管有一刻度尺， 一般只有5C,每度為100等分，即最小分度值為 0.01 Co用放大鏡可以估計(jì)到 0.001 C,貯 汞槽的背面的溫度標(biāo)尺只是粗略地表示溫度數(shù)值，即貯汞槽中水銀與水銀球中水銀完全相

40、連 時(shí)，貯汞槽中的水銀面所在的刻度就表示溫度的粗值，毛細(xì)管背面的溫度標(biāo)尺上最大刻度處到毛細(xì)管末端的 A處，約有2度，用R'表示。亂刻度：b.毛細(xì)管未端:A. 水餵球：B, 毛細(xì)管;C溫度標(biāo)尺；D水銀儲(chǔ)槽為了便于讀數(shù)，貝克曼溫度計(jì)的刻度有兩種刻法：一種最小刻度在刻度尺的上端，最大讀數(shù)刻在下端，另一種恰好相反。 前者用來(lái)測(cè)量溫度下降，成為下降式貝克曼溫度計(jì)，刻度總恭 維5度，最小刻度為 0.01 Co綜上所述，貝克曼溫度計(jì)，有兩個(gè)主要的特點(diǎn)，其一是水 銀球的水銀量可借助貯汞槽調(diào)節(jié)，這就可使用于不同的溫度區(qū)間來(lái)測(cè)量溫度差值，所測(cè)溫度越高，球內(nèi)的水銀就越少。其次, 由于刻度能刻至 0.01 C

41、，因而能較精確地測(cè)量溫度差值，但 不能用來(lái)精確測(cè)量溫度的絕對(duì)值。二、使用方法首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求來(lái)確定選用哪一類(lèi)型的貝克曼溫度計(jì)，目前的實(shí)驗(yàn)中用的是上升 式的，故以上升式的為例說(shuō)明使用方法。使用時(shí)需經(jīng)下面的操作步驟1. 調(diào)整調(diào)整就是調(diào)整水銀球內(nèi)的水銀量，所謂調(diào)整好一支貝克曼溫度計(jì)是指在所測(cè)量的起始溫度時(shí)毛細(xì)管的水銀面應(yīng)在刻度的合適范圍內(nèi)，以確保終了溫度時(shí)，水銀面亦落在刻度范圍內(nèi)。 因材，在使用貝克曼溫度計(jì)時(shí)， 首先應(yīng)該將它插入一個(gè)與所測(cè)體系的起始溫度相同的體系內(nèi)， 待平衡后如果毛細(xì)管內(nèi)水銀面在所要求的合適刻度附近，就不必調(diào)整，否則，應(yīng)按下述三個(gè)步驟進(jìn)行調(diào)整:（1）水銀絲的連結(jié)此步驟是將貯銀槽中

42、的水銀和水銀球中的水銀相連。若水銀球中的水銀量過(guò)多，毛細(xì)管內(nèi)水銀面已超過(guò)毛細(xì)管末端A點(diǎn)，在此種情況下，右手握住溫度計(jì)的中部，慢慢倒置，并用手指輕敲貯銀槽處，使貯銀槽內(nèi)的水銀與毛細(xì)管的末端處 的水銀相連接，連接后，將溫度計(jì)倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，并垂直正放。若水銀球內(nèi)的水銀量過(guò)少，用右手握住溫度計(jì)的中部，將溫度計(jì)倒置，用左手輕敲右手的手 腕（此步驟操作要特別注意，切勿使溫度計(jì)與桌面碰撞?。┐藭r(shí)，水銀球內(nèi)的水銀就可以自動(dòng)流向貯汞槽，然后，按上述方法連接。（2 ）水銀球中水銀量的調(diào)節(jié)一一恒溫浴調(diào)節(jié)法設(shè)t為欲測(cè)體系的起始攝氏溫度，在此溫度下，欲使貝克曼溫度計(jì)中毛細(xì)管的水銀面恰好在OC 1C之間，則需將已經(jīng)連接好的水

43、銀絲的貝克曼溫度計(jì)懸于一個(gè)溫度為t=t室溫的水浴中，待平衡后，用右手握住貝克曼溫度計(jì)的中部，由水浴中取出，立即用左手沿溫度計(jì)的軸c向敲右手的手腕，或用左手輕擊右小臂使水銀絲在毛細(xì)管的末端A處短開(kāi)（注意：在毛細(xì)管末端不得有水銀保留）（3）驗(yàn)證所取溫度經(jīng)上述調(diào)整后，將溫度計(jì)插入溫度為t的水浴中，此時(shí)，水銀面落在OC 1C之間。調(diào)好后的貝克曼溫度計(jì)放置時(shí)應(yīng)將其上端墊高，以免毛細(xì)管中的水銀絲與貯汞槽中的水銀相連。2.讀數(shù)讀數(shù)值時(shí)，貝克曼溫度計(jì)必須保持垂直，而且水銀球應(yīng)全部浸入所測(cè)溫度的系統(tǒng)中，由于毛 細(xì)管中的水銀面上升或下降時(shí)，有粘滯現(xiàn)象，所以讀數(shù)前必須先用手指輕彈水銀面中，清除 粘滯現(xiàn)象后，再讀數(shù)。

44、3刻度值的校正當(dāng)測(cè)量精確度要求高時(shí)，對(duì)貝克曼溫度計(jì)也要進(jìn)行校正，校正的因素較多，在非特別精確的 測(cè)量中，可以不校正。4. 使用注意事項(xiàng) 貝克曼溫度計(jì)是水銀溫度計(jì)的一種，在使用時(shí)，除按照使用普通水銀溫度計(jì)的要求使用外， 還必須特別注意以下幾點(diǎn)：（1）貝克曼溫度計(jì)由薄玻璃制成，尺寸也較大，為防止損壞所以一般只應(yīng)放置三處：a. 安裝在儀器上； b. 放在溫度計(jì)盒中； c. 握在手中 不應(yīng)任意擱置（2）調(diào)節(jié)時(shí)，注意：勿使它受到驟熱或驟冷，還應(yīng)避免重?fù)簦?）調(diào)節(jié)好的溫度計(jì)，注意：勿使毛細(xì)管中的水銀柱再與貯汞槽中的水銀相連接。27實(shí)驗(yàn)五 異丙醇一環(huán)己烷體系的氣一液平衡相圖、目的1. 在常壓下測(cè)定一完全互溶

45、雙液系在不同組成時(shí)的沸點(diǎn)和氣液兩相平衡時(shí)的組成并作出沸點(diǎn)一一組成相圖。2. 了解沸點(diǎn)的測(cè)定方法。3. 用阿貝折光儀測(cè)量液相和氣相的組成，了解液體折光率的測(cè)定原理和方法。、原理兩種在常溫時(shí)為液體的物質(zhì)混合起來(lái)而成的二組分體系稱(chēng)為雙液系，兩液體若能按任意比例互相溶解，稱(chēng)完全互溶雙液系；若只能在一定比例范圍內(nèi)互溶，則稱(chēng)為部分互溶雙液系。例如異丙醇、環(huán)己烷雙液系；丙酮、氯仿雙液系；乙醇、水雙液系都是完全互溶雙液系，苯、 水雙液系是部分互溶雙液系。液體的沸點(diǎn)是指液體的蒸氣壓和外壓相等時(shí)的溫度。在一定的外壓下，純液體的沸點(diǎn)有確定的值。但對(duì)雙液系，沸點(diǎn)不僅是與外壓有關(guān)，而且還和雙液系的組成有關(guān)，即和雙液系中

46、兩種液體的相對(duì)含量有關(guān)。由兩種揮發(fā)性液體所構(gòu)成的溶液與氣相呈平衡時(shí)，氣相組成與液相組成經(jīng)常不同，亦 即在恒壓下將該溶液蒸餾，餾出液和母液組成不同。對(duì)理想溶液，每一組分在氣相中所占的分壓 Pb等于該純組分的飽和蒸發(fā)壓 Pb與液相中 該組分之摩爾分?jǐn)?shù)的乘積，此即拉烏爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：PB=PBXB。對(duì)大多數(shù)實(shí)際溶液由于兩種液體分子的相互影響，與拉烏爾定律發(fā)生很大的偏差，原80.8813#異丙醇環(huán)己烷環(huán)己烷-異丙醇二元相圖因是在兩種組分之間存在著化學(xué)反應(yīng)的趨勢(shì)或者發(fā)生締合，致使溶液的揮發(fā)性變小，另外有些物質(zhì)組成溶液后使締合度變小，溶液的揮發(fā)度增大，在這些實(shí)際溶液沸點(diǎn)組成曲線上便出現(xiàn)了最高或最低點(diǎn)，

47、 其液相曲線與氣相曲線相交于一點(diǎn)，即兩相組分相同，再繼續(xù)蒸餾，只是使氣相的總量增加而溶液的組成及沸點(diǎn)均不改變，這溶液稱(chēng)為恒沸混合物。本實(shí)驗(yàn)研究由異丙醇環(huán)己烷按不同比例組成的溶液，在蒸餾過(guò)程中，當(dāng)達(dá)到一定沸點(diǎn)時(shí)，分別取出餾出液和母液試樣，用物理方法，測(cè)其折光率分析其組成，爾后t-x相圖。折光率是一個(gè)物質(zhì)的特征數(shù)值，溶液的折光率與組成有關(guān)，因此在一定溫度下測(cè)定一系列已知濃度溶液的折光率， 作出該溶液折光率一一組成工作曲線，就可按內(nèi)插法得到這種未知溶液的組成。物質(zhì)的折光率與溫度有關(guān)，大多數(shù)液態(tài)有機(jī)化合物折光率的溫度系數(shù)約為-0.0004,因此在測(cè)定時(shí)應(yīng)將溫度控制在指定的+0.2 C范圍內(nèi)，方能將這些

48、液體樣品的折光率測(cè)準(zhǔn)到小數(shù)點(diǎn)后4位。對(duì)揮發(fā)性溶液或易吸水樣品，加樣時(shí)動(dòng)作要迅速，以防止揮發(fā)或吸水，影響折 光率的測(cè)定結(jié)果。三、儀器和藥品沸點(diǎn)儀3125 cm棕色瓶1號(hào)12號(hào)（內(nèi)裝不同組成的異丙醇環(huán)己烷混合液）阿貝折光儀1臺(tái)電加熱套1臺(tái)超級(jí)恒溫槽1臺(tái)0100精密溫度計(jì)橡皮頭滴管10支異丙醇（分析醇）1瓶環(huán)己烷（分析醇）1瓶取樣小試管25只1套12只平衡蒸餾器A盛液容器 B測(cè)量溫度計(jì)C校正溫度計(jì) D小球E電熱絲F冷凝器G 支管 H 導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)步驟1.將沸點(diǎn)儀按下圖所示進(jìn)行裝置。用冷凝管夾夾住將其固定在鐵架上，這套裝置包括（沸點(diǎn)儀、蒸餾燒瓶、直型回流冷凝器），測(cè)量溫度計(jì)管和電熱裝置等。2. 預(yù)先由

49、教師準(zhǔn)備好 12個(gè)樣品，分別儲(chǔ)存在 125 cm3的棕色小口瓶?jī)?nèi)，其中 1號(hào)為純 異丙醇，12號(hào)為純環(huán)己烷，其它 10個(gè)樣品為不同組成的異丙醇一一環(huán)己烷混合液。3實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先加1號(hào)樣品若干于蒸餾瓶中，要求液面高于容量的1/3,低于容量的1/2。加熱1號(hào)樣品，使混合液沸騰，蒸出液不斷流入集液漏斗D中，經(jīng)過(guò)十分鐘后集液漏斗中溶液組成與氣相組成完全相同，溶液濃度已不再變化， 溫度計(jì)指示著穩(wěn)定的溫度，記錄其溫度和大氣壓數(shù)值，切斷電源，從集液漏斗D中取出約0.5 cm3溶液，測(cè)定折光率代表氣相組成。從蒸餾燒瓶中取出溶液測(cè)定液相組成折光率。按照上法再進(jìn)行1號(hào)一一12號(hào)樣品的測(cè)定1號(hào)為純異丙醇，12號(hào)為純環(huán)

50、己烷，其沸點(diǎn)不進(jìn)行測(cè)定可按下列數(shù)據(jù)計(jì)算：異丙醇：分析純，沸點(diǎn) 82.30 C壓力每發(fā)生土 10mmHg柱變化，沸點(diǎn)發(fā)生土 0.30 C變化環(huán)己烷：分析純，沸點(diǎn) 80.80 C壓力每發(fā)生土 10mmHg柱變化，沸點(diǎn)發(fā)生土 0.50 C變化在計(jì)算時(shí)，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室大氣壓換算為0C時(shí)的大氣壓，再與 760 mmHg柱進(jìn)行比較。4. 測(cè)定折光率（1）阿貝折光儀的結(jié)構(gòu)、原理見(jiàn)附錄。（2） 調(diào)節(jié)通過(guò)阿貝折光儀的恒溫水溫為25 C （或35 C） 土 0.50 C,然后分別測(cè)定平衡時(shí)的氣相樣品的折光率，對(duì)每個(gè)樣品要加樣兩次，每次加樣要測(cè)讀兩次折光率值，若測(cè)得的四個(gè)數(shù)值很接近，則取其平均值，即為所測(cè)樣品在該溫度時(shí)

51、的折光率。每次加樣測(cè)量以前，必須先將阿貝折光儀的棱鏡鏡面洗凈，可用數(shù)滴揮發(fā)性溶液（如丙酮）淋洗，再將擦鏡紙輕輕吸去殘留在鏡面上的溶液，阿貝折光儀在使用完畢后也必須將鏡面處理干凈。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 數(shù)據(jù)記錄室溫：氣壓:實(shí)驗(yàn)樣品號(hào)沸點(diǎn)t /c）餾出液（氣相）母液（液相）折光率蒸氣組成折光率液相組成1234567891011122數(shù)據(jù)處理:(1 )根據(jù)下表數(shù)據(jù)作異丙醇環(huán)己醇溶液的nx工作曲線。nDX 異0.0000.2000.4000.6000.8001.00025 C1.42361.41401.40521.39581.38561.375235 C1.41831.40901.40001.39101.38151.3711(2) 按氣相和液相樣品的折光率，從nx工作曲線上查得相應(yīng)組成。(3) 以沸點(diǎn)tC為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，做各對(duì)餾出液一一母液的組成對(duì)沸點(diǎn)的圖，以得到組成溫度曲線，分別通過(guò)餾出液組成和母液組成，畫(huà)出光滑曲線，這些曲線應(yīng)在恒沸混合物處相切，由圖上找出恒沸點(diǎn)及恒沸物組成，并在圖上標(biāo)出。六、思考題1按所得相圖，討論此溶液的蒸餾情況并考慮若要在常壓下用簡(jiǎn)單蒸餾方法由異丙醇一一環(huán)己烷溶液制取純異丙醇，溶液的組成應(yīng)在怎樣一個(gè)范圍？為什么？2在做1號(hào)12號(hào)樣品