物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)題

4/52014-03-06實(shí)驗(yàn)一

燃燒熱的測定1.在本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(zhǔn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素有哪些?本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素。本實(shí)驗(yàn)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(xiàng)？提示：閱讀《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材P217-2206.水桶中的水溫為什么要選擇比外筒水溫低？低多少合適？為什么？答案：為了減少熱損耗，因反應(yīng)后體系放熱會使內(nèi)筒的溫度升高，使體系與環(huán)境的溫度差保持較小程度，體系的熱損耗也就最少。低1度左右合適，因這個質(zhì)量的樣品燃燒后，體系放熱會使內(nèi)筒的溫度升高大概2度左右，這樣反應(yīng)前體系比環(huán)境低1度，反應(yīng)后體系比環(huán)境高1度，使其溫差最小，熱損耗最小。7、實(shí)驗(yàn)失敗的原因：（1） 實(shí)驗(yàn)過程中攪拌太慢或太快；（2）引火絲和藥片之間的距離;(3)藥片沒有干燥；（4）攪拌時有摩擦；（5）壓片時或松或緊應(yīng)從以上方面考慮，實(shí)驗(yàn)過程中勻速攪拌，引火絲和藥片之間的距離要小于5mm或接觸，但不能碰到燃燒皿，記住藥片一定要干燥，保證燃燒完全，攪拌式不能有摩擦，而且壓片時，壓力要適中等等。實(shí)驗(yàn)二

凝固點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)偏低。根據(jù)公式和可知由于溶液凝固點(diǎn)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(xì)小晶體析出的這個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，另一方面會使實(shí)驗(yàn)的整個時間延長，不利于實(shí)驗(yàn)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答案。3.加入溶劑中的溶質(zhì)量應(yīng)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(yīng)該根據(jù)它在溶劑中的溶解度來確定，因?yàn)槟厅c(diǎn)降低是稀溶液的依數(shù)性，所以應(yīng)當(dāng)保證溶質(zhì)的量既能使溶液的凝固點(diǎn)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(dǎo)致凝固點(diǎn)下降過多，不利于溶液凝固點(diǎn)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(diǎn)下降不明顯，也不易測定并且實(shí)驗(yàn)誤差增大。溶質(zhì)加入的量以使ΔT≈0.5℃為宜。4.估算實(shí)驗(yàn)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。如果溶液較純凈且冷卻速度較快，溶液中不易產(chǎn)生結(jié)晶中心，會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象。過冷太甚會造成凝固點(diǎn)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(dāng)大時，固液才能達(dá)到平衡。實(shí)驗(yàn)過程中就是采取突然攪拌的方式和改變攪拌速度來達(dá)到控制過冷程度的目的（摩擦管壁產(chǎn)生結(jié)晶中心或加入晶種）；寒劑溫度過高過低都不利于實(shí)驗(yàn)的完成。5.當(dāng)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(diǎn)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(diǎn)降低法測定出的結(jié)果反應(yīng)了物質(zhì)在溶劑中的實(shí)際存在形式。6.在冷卻過程中，凝固點(diǎn)測定管內(nèi)液體有哪些熱交換存在？它們對凝固點(diǎn)的測定有何影響？答：凝固點(diǎn)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?xí)?dǎo)致測定的凝固點(diǎn)偏高。測定管的外壁上粘有水會導(dǎo)致凝固點(diǎn)的測定偏低。實(shí)驗(yàn)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(dá)到平衡，壓力也不恒定。漏氣會導(dǎo)致在整個實(shí)驗(yàn)過程中體系內(nèi)部壓力的不穩(wěn)定，氣－液兩相無法達(dá)到平衡，從而造成所測結(jié)果不準(zhǔn)確。3.壓力計(jì)讀數(shù)為何在不漏氣時也會時常跳動?答：因?yàn)轶w系未達(dá)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(jì)；二是忽略溫度對摩爾蒸發(fā)熱△vapHm的影響，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)可視其為常數(shù)。三是氣體視為理想氣體。四、有一相是氣相的純物質(zhì)的兩相平衡封閉系統(tǒng)5.本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)主要誤差來源是什么?答：裝置的密閉性是否良好，水本身是否含有雜質(zhì)等。7.能否用此方法測定溶液蒸汽壓？答：分情況，減壓時低沸點(diǎn)組分排出量大于高沸點(diǎn)組分，使溶液組成發(fā)生變化則不能測;但是對于難溶物的飽和溶液或者恒沸物等可以使用本方法測定。8．測定液體飽和蒸氣壓的方法常用的有飽和氣流法；動態(tài)法；靜態(tài)法；等壓管上配置冷凝器其作用是冷凝水蒸氣。9、為什么AB彎管中的空氣要排干凈？怎樣操作？怎樣防止空氣倒灌？答：由平衡管測量原理可知，只有AB彎管中的空氣排干凈，才有PA＝PB＝P飽＝P外－Δh。通過減壓法除去空氣。排氣時要慢，不要使氣泡成串冒出，要使液體形成液封；進(jìn)氣時控制好進(jìn)氣速度，防止空氣倒灌。實(shí)驗(yàn)四

雙液系的氣一液平衡相圖的繪制1．本實(shí)驗(yàn)在測向環(huán)己烷加異丙醇體系時，為什么沸點(diǎn)儀不需要洗凈、烘干？提示：實(shí)驗(yàn)只要測不同組成下的沸點(diǎn)、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(yīng)不應(yīng)該一樣？實(shí)際呢？怎樣插置溫度計(jì)的水銀球在溶液中，才能準(zhǔn)確測得沸點(diǎn)呢?提示：兩相溫度應(yīng)該一樣，但實(shí)際是不一樣的，一般將溫度計(jì)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(shí)驗(yàn)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。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(yīng)的氣相量，其組成不再對應(yīng)平衡的氣相組成，因此必然對相圖的繪制產(chǎn)生影響。4．阿貝折射儀的使用應(yīng)注意什么？提示：不能測定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等對儀器有強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)。5．討論本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源。提示：影響溫度測定的：溫度計(jì)的插入深度、沸騰的程度等；影響組成測定的：移動沸點(diǎn)儀時氣相冷凝液倒流回液相中、測定的速度慢等

組成測量：(1)工作曲線；(2)過熱現(xiàn)象、分餾效應(yīng)；(3)取樣量。溫度測量：(1)加熱速度；(2)溫度計(jì)校正。6.該實(shí)驗(yàn)中，測定工作曲線時折射儀的恒溫溫度與測定樣品時折射儀的恒溫溫度是否需要保持一致？為什么？答：因溶液的折射率是溫度的函數(shù)，溫度不同，折射率不同，因此，二者的溫度必須一致。7.過熱現(xiàn)象對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生什么影響？如何在實(shí)驗(yàn)中盡可能避免？答：如果產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，會使液相線上移，相區(qū)變窄；可通過加入沸石的方法消除，加入時，應(yīng)少量多次，防止沸石失效。另外，氣相和液相取樣量較多，也影響溶液的組成。8、阿貝折光儀是實(shí)驗(yàn)室常用的常數(shù)測量儀器，其操作步驟包括那些？本期常數(shù)測量實(shí)驗(yàn)中用到該儀器的實(shí)驗(yàn)有那些？此外，本期實(shí)驗(yàn)中所用過的光學(xué)儀器還有那些？答：（1）其操作步驟包括：儀器安裝、加樣、對光、測量、讀數(shù)、和儀器校正等。（2）用到阿貝折光儀的實(shí)驗(yàn)有：雙液系氣液平衡相圖的繪制、溶液表面張力的測量、偶極矩的測量。（3）旋光儀、分光光度計(jì)。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)法等。3.通常認(rèn)為，體系發(fā)生相變時的熱效應(yīng)很小，則用熱分析法很難測得準(zhǔn)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(diǎn)哪個明顯？為什么？答：因?yàn)闊岱治龇ㄊ峭ㄟ^步冷曲線來繪制相圖的，主要是通過步冷曲線上的拐點(diǎn)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(yīng)很小，則用熱分析法很難產(chǎn)生拐點(diǎn)和水平段。30%樣品的步冷曲線中第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)明顯，熔化熱大的Sn先析出，所以當(dāng)發(fā)生相變時可以提供更多的溫度補(bǔ)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(yīng)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(diǎn)？純金屬、低共熔金屬、及合金等轉(zhuǎn)折點(diǎn)各有幾個？曲線形狀為何不同？答：因?yàn)榻饘偃廴谙到y(tǒng)冷卻時，由于金屬凝固放熱對體系散熱發(fā)生一個補(bǔ)償，因而造成冷卻曲線上的斜率發(fā)生改變，出現(xiàn)折點(diǎn)。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(diǎn)和一個水平段。由于曲線的形狀與樣品熔點(diǎn)溫度和環(huán)境溫度、樣品相變熱的多少、保溫加熱爐的保溫性能和樣品的數(shù)量均有關(guān)系，所以樣品的步冷曲線是不一樣的。對于純金屬和低共熔金屬來說只有一個熔點(diǎn)，所以只出現(xiàn)平臺。而對于合金來說，先有一種金屬析出，然后2種再同時析出，所以會出現(xiàn)一個折點(diǎn)和一個平臺。6.有一失去標(biāo)簽的Sn－Bi合金樣品，用什么方法可以確定其組成？答：可以通過熱分析法來確定其組成。首先通過熱分析法繪制Sn－Bi的二組分相圖，然后再繪制該合金樣品的步冷曲線，與Sn－Bi的二組分相圖對照即可得出該合金的組成。電導(dǎo)的測定及其應(yīng)用的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定，致使讀數(shù)不穩(wěn)定，不易觀察出其最高點(diǎn)而起到較大的誤差。7、本實(shí)驗(yàn)選用的毛細(xì)管尖的半徑大小對實(shí)驗(yàn)測定有何影響？若毛細(xì)管不清潔會不會影響測定結(jié)果？答：毛細(xì)管太細(xì)，曲率半徑小，附加壓力大，液體在毛細(xì)管中上升的高度高，則系統(tǒng)需要的真空度高，使測量不便；毛細(xì)管太粗，R＝∞，附加壓力為零，無法測量。若毛細(xì)管內(nèi)有表面活性雜質(zhì)，會使測得的ΔP偏小，計(jì)算出的表面張力值偏?。蝗裘?xì)管內(nèi)有非表面活性雜質(zhì)，會使測得的ΔP偏大，計(jì)算出的表面張力值偏大。實(shí)驗(yàn)十一膠體制備和電泳1.電泳中輔助液起何作用，選擇輔助液的依據(jù)是什么？稀鹽酸溶液的電導(dǎo)率為什么必須和所測溶膠的電導(dǎo)率相等或盡量接近？提示：輔液主要起膠體泳動的介質(zhì)、電介質(zhì)作用和與膠體形成清晰的界面易于觀測等作用。選擇的輔液不能與膠體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電導(dǎo)率與膠體相同等。若輔助液(稀鹽酸)和溶膠的電導(dǎo)率相等，則整個溶液的電阻是均勻的，溶液中各處的電位梯度(dE/dL)處處相等，溶膠粒子在溶液中各處所受作用力相等，使溶膠勻速運(yùn)動。2.若電泳儀事先沒有洗干凈，內(nèi)壁上殘留有微量的電解質(zhì)，對電泳測量的結(jié)果將會產(chǎn)生什么影響？提示：可能改變ζ電勢大小，甚至引起膠體的聚沉。3.電泳儀中不能有氣泡，為什么？提示：氣泡會阻斷電介質(zhì)。4.電泳速率的快慢與哪些因素有關(guān)？提示：與膠粒的本身特性如：大小、帶電量，外加電壓的大小、外電解質(zhì)的種類和數(shù)量及兩電極的距離等因素有關(guān)。5、在電泳測定中如不用輔助液體，把兩電極直接插入溶膠中會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：膠團(tuán)會逐漸聚集在電極周圍(正極或負(fù)極)，最后失穩(wěn)發(fā)生聚沉。實(shí)驗(yàn)十二粘度法測定的相對分子質(zhì)量粘度計(jì)毛細(xì)管的粗細(xì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：粘度計(jì)毛細(xì)管的過粗，液體流出時間就會過短，那么使用Poisuille公式時就無法近似，也就無法用時間的比值來代替粘度；如果毛細(xì)管過細(xì)，容易造成堵塞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。2.烏氏粘度計(jì)中的C管的作用是什么？能否去除C管改為雙管粘度計(jì)使用？答：C管的作用是形成氣承懸液柱。不能去除C管改為雙管粘度計(jì)，因?yàn)闆]有了C管，就成了連通器，不斷稀釋之后會導(dǎo)致粘度計(jì)內(nèi)液體量不一樣，這樣在測定液體流出時間時就不能處在相同的條件之下。只有使黏度計(jì)中的液體懸空，使液體靠重力下流，其流速與黏度計(jì)中液體的量無關(guān)3.若把溶液吸到了乳膠管內(nèi)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：會使溶液濃度降低，導(dǎo)致測定的流出時間減小，從而使相對粘度測定值減小，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4.試列舉影響準(zhǔn)確測定的因素有哪些?答：影響準(zhǔn)確測定的因素有溫度、溶液濃度、攪拌速度、粘度計(jì)的垂直度等。5.粘度法測定高聚物的摩爾質(zhì)量有何局限性？該法適用的高聚物摩爾質(zhì)量范圍是多少？答：粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量間的某種經(jīng)驗(yàn)方程來計(jì)算分子量，適用于各種分子量的范圍。局限性在于不同的分子量范圍有不同的經(jīng)驗(yàn)方程。6、特性粘度取決溶劑的性質(zhì)和高聚物分子大小、形態(tài)。7、烏氏黏度計(jì)的毛細(xì)管太粗或太細(xì)有什么缺點(diǎn)？答：太粗：液體流速太快，流出時間較短，公式中B/t項(xiàng)不能略去，公式不再