物化實驗思考題

實驗一液體飽和蒸汽壓的測定思考題克-克方程在哪三個條件下才適用？答：氣-液平衡或氣-固平衡；氣體看成理想氣體且液固體的體積可以忽略；溫度轉變范圍不大，ΔvapHm看成常數(shù)。如何肯定氣—液達到平衡？溫度計讀數(shù)為何要進行校正？如何校正？答：在必然壓強下，每隔2～3分鐘讀數(shù)一次，兩次讀數(shù)大體沒有轉變時，表示水銀球外部已成立了氣—液平衡。利用溫度計測溫時，除要對零點和刻度誤差進行校正外，還應作露莖校正。這主如果由于水銀溫度計是全浸式的，即水銀柱須是完全置于被測體系中，但在實際測量溫度時，總有一段觀察讀數(shù)的水銀柱要露出在較低的室溫環(huán)境中，使得水銀柱的膨脹量較全浸狀態(tài)時低，即測定值比全浸狀態(tài)時略小。本實驗中以測定常壓下水的沸點（看是不是為100℃）進行粗略的刻度校正。溫度計讀數(shù)露莖校正的方式是，在測溫的溫度計旁再固定一支溫度計7（見圖8-8），用以讀取露莖的環(huán)境溫度，溫度計7的水銀球應置于測量溫度計露出刻度至讀數(shù)刻度那一段水銀柱的中部；在讀觀測溫度時同時讀取溫度計7上的讀數(shù)，取得溫度t（觀）和t（環(huán)）；按照玻璃與水銀膨脹系數(shù)的不同，露莖校正值為：t（露）/℃=1.610-4·n·(t觀-t環(huán))。式中1.610-4是水銀對玻璃的相對膨脹系數(shù)，n為露出部份水銀柱的長。則實際溫度t（真）=t（觀）+t（露）。壓差儀中的示數(shù)就是飽和蒸汽壓嗎？答：不是，飽和蒸汽壓p=p0-Δp，Δp為壓差儀中的示數(shù).溫度計水銀球包濾紙有何作用？為何電熱套溫度更高的多卻不會影響氣-液平衡溫度？答：包裹濾紙條的作用是：一者，濾紙條增大了液體蒸發(fā)的面積和速度，當液體受熱時，能在濾紙上快速的蒸發(fā)，迅速成立氣—液平衡；二者，水銀球處在濾紙所包圍的氣氛中，可以避免由于過熱而使沸點讀數(shù)偏高。在體系中安置緩沖瓶有何目的？如何檢查漏氣？安置緩沖瓶可以避免系統(tǒng)內的壓強在抽真空或吸入空氣時由于系統(tǒng)內體積過小而轉變幅度大，難以控制——“緩沖”之意義。答：在液體尚未開始加熱前，啟動真空泵，系統(tǒng)減壓400～500mmHg后關閉真空泵，系統(tǒng)能維持5分鐘壓力不發(fā)生轉變，則屬正常。這時可以加熱液體樣品進行實驗了。注意加熱后再檢漏就不適宜了，因為液體的蒸發(fā)和冷凝本身都會使系統(tǒng)壓強波動。汽化熱與溫度的關系如何？答：參看教材，汽化熱與溫度有關，dΔvapHm=(Cp,m,氣-Cp,m,液)dT，只有當Cp,m,氣與Cp,m,液近似相等或溫度轉變范圍不大時，汽化熱才可以近似看成常數(shù)。測量儀器的精準度是多少？估量最后氣化熱的有效數(shù)字。答：精密溫度計精準度到小數(shù)點后兩位，共四位有效數(shù)字。壓差儀的精度為1Pa，有五位有效數(shù)字。最后氣化熱的有效數(shù)字應有四位有效數(shù)字。實驗二二元液系相圖思考題1.液態(tài)完全互溶的二元液系相圖有那幾類？答：三類：第(1)類為理想液態(tài)混合物或對拉烏爾定律的誤差不大的雙液系。其特征是pA<p<pB或tA>t>tB。在氣液平衡時，該雙液系的氣相組成和液相組成不同，一般低沸點組分在氣相中的相對含量比在液相中更大。因此這種雙液系可用多次蒸餾或精餾的方式，使兩組分彼此分離。第(2)類為常與拉烏爾定律有較大的正誤差，這時在T—x圖上有最低恒沸點出現(xiàn)。第(3)類為常與拉烏爾定律有較大的負誤差，這時在T—x圖上有最高恒沸點出現(xiàn)。2.什么是恒沸物？有何特點？有恒定沸點的液態(tài)混合物。特點：1一般混合物沒有固定沸點，在蒸餾進程中餾分有一段沸程，但組成恰為恒沸物的混合物象純物質一樣有恒定沸點。2氣液平衡時，氣相組成和液相組成完全相同（在本實驗中為氣、液相的樣品折光率完全相同），因此通過蒸餾和精餾操作分離恒沸物中的各組分。3.如何判斷氣液已達到平衡？答：當溫度計上的讀數(shù)恒按時，體系處于兩相平衡狀態(tài)。4.實驗成敗的關鍵在于測定折光率時組成是不是改變。有哪些錯誤的操作可引發(fā)這一結果？（1）在氣液平衡、沒有停止加熱的時候取樣測定折光率，這時不論你取的是氣、液相中哪一部份的液體，系統(tǒng)內都將從頭成立氣液平衡，使得第二份測定樣與第一次測定樣之間不是兩相平衡關系。（2）在氣液平衡后停止加熱，但沒有等液相冷卻的時候就取樣測定折光率，這時熱的液體樣品在取樣滴管中大量揮發(fā)或形成新的氣液平衡，使得實際測定出的組成與液相組成不一致。（3）取樣滴管沒有干燥就用于取樣。有時取樣滴管用烘箱干燥了，但未涼下來就用于取樣，則會產生類似（2）的誤差（液體樣品在熱的取樣滴管中大量揮發(fā)或形成新的氣液平衡）（4）阿貝折射儀的棱鏡沒有擦干、吹干。5.實驗進程中哪些儀器必需預先干燥？（1）取樣滴管；（2）阿貝折射儀的棱鏡；（3）測純液體沸點時沸點儀應先干燥。6.溫度計讀數(shù)露莖校正的原理和方式？答：由于水銀溫度計是全浸式的，即水銀柱須是完全置于被測體系中，但在實際測量溫度時，總有一段觀察讀數(shù)的水銀柱要露出在較低的室溫環(huán)境中，使得水銀柱的膨脹量較全浸狀態(tài)時低，即測定值比全浸狀態(tài)時略小。本實驗中以測定常壓下水的沸點（看是不是為100℃）進行粗略的刻度校正。溫度計讀數(shù)露莖校正的方式是，在測溫的溫度計旁再固定一支溫度計7（見圖8-8），用以讀取露莖的環(huán)境溫度，溫度計7的水銀球應置于測量溫度計露出刻度至讀數(shù)刻度那一段水銀柱的中部；在讀觀測溫度時同時讀取溫度計7上的讀數(shù)，取得溫度t（觀）和t（環(huán)）；按照玻璃與水銀膨脹系數(shù)的不同，露莖校正值為：t（露）/℃=1.610-4·n·(t觀-t環(huán))。式中1.610-4是水銀對玻璃的相對膨脹系數(shù)，n為露出部份水銀柱的長。則實際溫度t（真）=t（觀）+t（露）。7.實驗進程中未按操作步驟準確加入計量的藥品，對實驗結果有何影響？答：實驗教材中給出的實驗進程中應加入藥品的劑量，是為了在平衡沸點轉變較大時和在恒沸組成周圍合理的散布一些作圖點。但加入的劑量沒必要十分嚴格準確，可以允許有一些不同，因為咱們只要有某個液體樣品的兩相平衡溫度及其組成，就有作圖點，一樣可以繪出相圖的形狀和取得恒沸點。實驗三恒溫槽的調節(jié)和液體粘度、密度的測定思考題哪些因素影響恒溫槽的精度？答：恒溫槽的工作質量與以下因素有關：1）攪拌器、加熱器、定溫計的位置散布；2）攪拌器的功率；3）電子繼電器的工作靈敏度；4）電子繼電器內加熱器開關的機械靈敏度；5）汞定溫計水銀與觸絲的接觸靈敏度；6）加熱器的功率；若加熱器功率太大，則余熱的影響很大。如何調節(jié)恒溫槽到指定溫度？答：以下為用汞定溫度計調節(jié)的操作方式：（１）于恒溫槽中裝好精密溫度計等附件后，調節(jié)汞定溫計至指示鐵的上沿所指溫度較指定控制溫度低約１～２℃。接通電源，開通攪拌器，這時紅色指示燈亮，顯示加熱器在工作。（２）當紅燈熄滅后，觀察精密溫度計示值，按其與指定控制溫度的差值進一步伐整汞定溫計。一般越接近指定控制溫度，汞定溫計的調整幅度越小，慢慢逼近，直抵達規(guī)定值。這時略微沿正向和反向轉動調節(jié)帽，能使紅綠燈交替出現(xiàn)。扭緊調節(jié)帽上的固定螺釘，固定調節(jié)帽的位置。持續(xù)觀察數(shù)次紅燈和綠燈出現(xiàn)時的溫度示值，其平均值與規(guī)定溫度相差應不超過0.05℃。需要注意在調節(jié)進程中不能以調節(jié)溫度計的刻度為依據(jù)，必需以標準溫度計為準。用奧氏粘度計對比法測定粘度時，粘度計為何要先烘干？答：保證平行測按時體積V必然，同時樣品不污染；為何要用同一根粘度計測？答：對比法測粘度要求同一毛細管半徑r、同一液位差h；測按時粘度計為何要浸在恒溫槽中測？答;粘度與溫度有關，這樣可以保證整個測定進程樣品恒溫；粘度計為何要垂直浸入恒溫槽？答：保證液位差一致。當粘度計不垂直時，雖然L一致，但液位差更小，會使得流經時間偏長；加入的水和乙醇體積都要一樣的10.00mL？答：對比法測粘度的要求；6)流出時間要大于100秒？答：用奧式粘度計測粘度η，依泊肅葉(Poiseuille)公式：或寫為η=At-B/t，當流出時間t大于100秒時，B/t項可忽略，η=At或寫為平行測定誤差要在0.3s內？答：當流出時間t大于100秒、平行測定誤差在0.3sec內時，相對誤差<0.3%,方可知足實驗精度要求。錐形瓶內水的恒溫時間與哪些因素有關？答：恒溫槽中液體的導熱系數(shù)和室內溫度有關實驗四電導法測定乙酸乙酯皂化反映的速度常數(shù)思考題1.若電導率儀無溫度補償，則實驗要在恒溫下進行，為何？CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前要預先恒溫，為何？答：因為溫度對電導率和反映速度有較大影響。因為溫度對反映速度有影響，這樣處置可以保證整個反映進程溫度一致。若是CH3COOC2H5和NaOH溶液起始濃度不相等，式6-45的積分式如何推導？對于形如A+B→P的二級反映，沒其反映物初始濃度不等，別離為a,b，則A+BA+B→Pt=0abt=ta-xb-xx其速率方程3.離子的導電能力與哪些因素有關？答；電解質的種類，溫度，濃度，溶劑。4.二級反映有哪些動力學特征？答；①a=b時，1/c與t成線型關系。②半衰期與反映物初始濃度成反比。③反映速度常數(shù)K的單位為[濃度]－1?[時間]－1。5.你了解哪些物理量與物質的濃度相關，可以用于跟蹤反映進程或說用于動力學測定？答；旋光度，電導，電動勢，密度、氣體體積，氣體壓強，吸光度，折光率，吸收光譜，色譜，質譜等。實驗六蔗糖水解反映的速度常數(shù)測定思考題1.蔗糖水解反映的反映速度常數(shù)k值與哪些因素有關？答:與溫度,催化劑有關。2.蔗糖水解反映中H＋的作用是什么？答：起催化劑的作用。3.一級反映有什么動力學特征？答：①lnc與t成線型關系。②半衰期與反映物初始濃度無關。③反映速度常數(shù)K的單位為[時間]－1。4.以下因素對實驗結果有何影響？①以15%蔗糖溶液進行實驗，②儀器未清零，③旋光管長度，④加入HCl時計時不及時。答：本實驗測定的是速度常數(shù),它只于反映溫度和催化劑的量有關,不受上述條件影響。①以15%蔗糖溶液進行實驗，只是反映速度比以10%蔗糖溶液進行實驗的快，但同溫度下速度常數(shù)不變；②測定旋光度時一般分析應清零，但對本實驗來講，儀器未清零，只會使旋光度值產生誤差，但（αt－α∞）值卻不受影響；③旋光管長度為10或20cm，旋光度度值相差1倍，ln（αt-α∞）~t圖只是縱坐標平移ln2，；④加入HCl時計時不及時，ln（αt-α∞）~t圖只是橫坐標平移計時錯過的時間，斜率不變。5.具有什么結構特點的物質有旋光性？旋光度大小與哪些因素有關？答：具有手性的有機化合物具有旋光性。旋光度大小與測定的溫度、光源的波長、物質的本性、濃度等有關。實驗七最大氣泡法測定液體的表面張力思考題1.什么是表面活性物質？它有什么結構特點？有哪些主要類型？表面活性物質在界面上是如何排列的？正丁醇是表面活性劑嗎？答：溶解于溶劑后能使溶劑的表面張力降低的物質被稱為表面活性物質。但習慣上只把加入少量就可以顯著降低溶液表面張力的那些稱為表面活性物質。表面活性物質的分子具有的兩親結構，含有親水的極性基團和憎水的非極性基團。表面活性物質在水溶液表面是呈定向排列的，一般親水性基團進入溶液本體，憎水性基團伸向空氣中。主要分為離子型與非離子型表面活性劑，而離子型又分為陽離子型﹑陰離子型及兩性離子型。正丁醇碳鏈較短，只有弱的表面活性，不是通常說的表面活性劑。2.表面張力大小與什么因素有關？答：溫度﹑壓力﹑組成﹑另一相的性質等。3.若毛細管不干凈，對測量結果有何影響？答：影響溶液的組成致使測定結果不準確。4.在測定進程中，為何毛細管端面要與液面垂直相切？答：垂直相切時毛細管口與液面間才沒有液位壓強差，才可以保證微壓差測量儀讀數(shù)為體系與大氣的壓力差。5.為何測定順序是水→低濃→高濃？若順序倒置有何影響？答：主如果避免萬一毛細管及測定管沒潤洗干凈，使組成轉變，影響實驗結果。濃度由稀到濃影響更小。實驗八電解質溶液的電導思考題什么是溶液的電導、電導率和摩爾電導率？它們的彼此關系如何？答:將電解質溶液放入兩平行電極間，兩電極距離為L，兩電極面積為A，這時溶液的電導G是：=式中電導G即電阻的倒數(shù)，單位為西門子（S或Ω-1）；κ稱為電導率，為電極面積為1m2，電極距離為1m時兩極間的電導，亦即電阻率的倒數(shù)。SI單位為S·m-1。摩爾電導率的概念式是該溶液的電導率與其濃度之比。Λm=（8-19）其物理意義表示兩個相距1m的電極間含1mol電解質的溶液時兩電極間的電導率。單位為S·m2·mol-1。影響電解質溶液導電能力的因素有哪些？答:電解質溶液的導電能力與溫度、電解質性質、溶劑、溶液的濃度等因素有關。強、弱電解質的摩爾電導率與濃度的關系有何不同？答:Λm隨濃度轉變的規(guī)律，強弱電解質各不相同。強電解質的稀溶液符合科爾勞斯（KohlrauschF）經驗公式：Λm=Λm∞-A×式中，Λm∞為無窮稀摩爾電導率，A為常數(shù)。對弱電解質，導電離子數(shù)隨溶液的稀釋、電離度α的增大而增大，當溶液無窮稀釋時，弱電解質完全電離，α=1，因此有：結合教材學習和你所完成的實驗，談談電導率的測定有哪些應用？答:1.計算弱電解質的解離度和解離常數(shù)；2.測定難溶鹽的溶解度；3.查驗水的純度；4應用于動力學研究；5電導滴定；等等。實驗九.過氧化氫分解反映速度常數(shù)的測定思考題1.影響化學反映速度的因素有哪些?答:表達式：△v（A）=△c(A)/△t

單位：mol/(L·s)或mol/(L·min)

影響化學反應速率的因素：溫度，濃度，壓強，催化劑。

另外，x射線，γ射線，固體物質的表面積也會影響化學反映速度

2.過氧化氫分解反映速度常數(shù)k值與哪些因素有關？答:過氧化氫分解反映速度常數(shù)k值與雙氧