物化實(shí)驗(yàn)下實(shí)驗(yàn)報(bào)告最終

1、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱： 最大氣泡壓力法測(cè)定溶液的表面張力 姓 名： 鄭晨光 學(xué) 號(hào)： 2013041467 專 業(yè)： 13化學(xué)行知班 班 級(jí)： 13化學(xué) 指導(dǎo)教師： 鄔冰 評(píng) 分： 實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn) 10 電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度2實(shí)驗(yàn) 11 黏度法測(cè)定水溶性高聚物相對(duì)分子質(zhì)量6實(shí)驗(yàn)12 最大氣泡壓力法測(cè)定溶液的表面張力12實(shí)驗(yàn) 13 丙酮碘化反應(yīng)的速率方程18實(shí)驗(yàn)14 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定23實(shí)驗(yàn)15 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)定27實(shí)驗(yàn)16 離子遷移數(shù)的測(cè)定希托夫法31實(shí)驗(yàn) 17 電勢(shì)pH曲線的測(cè)定35實(shí)驗(yàn)18 電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及其應(yīng)用41實(shí)驗(yàn) 19 碳鋼在碳酸氫銨

2、溶液中極化曲線的測(cè)定46實(shí)驗(yàn)20 溶液吸附法測(cè)定固體比表面積51實(shí)驗(yàn) 21 溶液法測(cè)定極性分子的偶極矩56實(shí)驗(yàn) 10 電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用電導(dǎo)法測(cè)定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度.2.了解表面活性劑的特性及膠束形成原理.3.掌握DDS-307型電導(dǎo)率儀的使用方法.二、實(shí)驗(yàn)原理具有明顯“兩親”性質(zhì)的分子，既含有親油的足夠長(zhǎng)的(大于1012個(gè)碳原子)烴基，又含有親水的極性基團(tuán)(通常是離子化的)。由這一類分子組成的物質(zhì)稱為表面活性劑，如肥皂和各種合成洗滌劑等。表面活性劑分子都是由極性部分和非極性部分組成的，若按離子的類型分類，可分為三大類:(1)陰離子型表面活性劑

3、，如羧酸鹽肥皂，C17H35COONa，烷基硫酸鹽十二烷基硫酸鈉，CH3(CH2)11SO4Na，烷基磺酸鹽十二烷基苯磺酸鈉，CH3(CH2)11C8H5SO3Na等;(2)陽(yáng)離子型表面活性劑，多為胺鹽，如十二烷基二甲基叔胺RN(CH3)2HCl和十二烷基二甲基氯化胺RN(CH3)Cl;(3)非離子型表面活性基，如聚氧乙烯類R-O-(CH2CH2O-)n-H。 表面活性劑進(jìn)入水中，在低濃度時(shí)呈分子狀態(tài)，并且三三兩兩地把親油基團(tuán)靠攏而分散在水中。當(dāng)溶液濃度加大到一定程度時(shí)，許多表面活性物質(zhì)的分子立刻結(jié)合成很大的集團(tuán)，形成“膠束”。以膠束形式存在于水中的表面活性物質(zhì)是比較穩(wěn)定的。表面活性物質(zhì)在水中

4、形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度(critical micelle concentration)，以CMC表示。在CMC點(diǎn)上，由于溶液的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其物理及化學(xué)性質(zhì)(如表面張力、電導(dǎo)、滲透壓、濁度、光學(xué)性質(zhì)等)同濃度的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，如圖1所示。這個(gè)現(xiàn)象是測(cè)定CMC的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也是表面活性劑的一個(gè)重要特征。圖3 膠束的球型結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)示意圖圖2 膠束形成過(guò)程示意圖這種特征行為可用生成分子聚集體或膠束來(lái)說(shuō)明，如圖2所示，當(dāng)表面活性劑溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且達(dá)到一定濃度時(shí)還會(huì)在溶液中發(fā)生定向排列而形成膠束，表面活性劑為了使自己成為溶液中的穩(wěn)定分子，有可能采取的兩

5、種途徑：一是把親水基留在水中，親油基向油相或空氣；二是讓表面活性劑的親油基團(tuán)相互靠在一起，以減少親油基與水的接觸面積。前者就是表面活性劑分子吸附在界面上，其結(jié)果是降低界面張力，形成定向排列的單分子膜，后者就形成了膠束。由于膠束的親水基方向朝外，與水分子相互吸引，使表面活性劑能穩(wěn)定地溶入水中。 隨著表面活性劑在溶液中濃度的增長(zhǎng)，球形膠束還有可能轉(zhuǎn)變成棒型膠束，以至層狀膠束，如圖3，后者可用來(lái)制作液晶，它具有各向異性的性質(zhì)。 本實(shí)驗(yàn)利用DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率值(也可換算成摩爾電導(dǎo)率)，并作電導(dǎo)率(或摩爾電導(dǎo)率)與濃度的關(guān)系圖，從圖中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即可求得臨界膠

6、束濃度。三、儀器和試劑圖4 DDS-307電導(dǎo)率儀DDS-307型電導(dǎo)率儀(見圖4) 1臺(tái)恒溫水浴1套電導(dǎo)電極1支容量瓶(100mL)12只十二烷基硫酸鈉(0.02mol·dm-3)蒸餾水四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 取適量十二烷基硫酸鈉在80干燥3小時(shí)，用電導(dǎo)水準(zhǔn)確配制成0.020mol·dm-3的原始溶液。(此項(xiàng)工作已由實(shí)驗(yàn)室完成)2. 開通電導(dǎo)率儀和恒溫水浴的電源預(yù)熱10 min。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至25。3. 用蒸餾水分別準(zhǔn)確配制0.002，0.004，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.014，0.016mol·dm-3的十二烷

7、基硫酸鈉溶液各100mL。4.用電導(dǎo)率儀從低濃度到高濃度分別測(cè)定上述各溶液的電導(dǎo)率值。用后一個(gè)溶液蕩洗存放過(guò)前一個(gè)溶液的電導(dǎo)電極和容器3次以上，各溶液測(cè)定前必須恒溫10min，每個(gè)溶液的電導(dǎo)率讀數(shù)3次，取平均值。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用蒸餾水洗凈試管和電極，并且測(cè)量所用水的電導(dǎo)率。五.數(shù)據(jù)記錄與處理1.將實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)填入表1中。濃度/mol·dm-3 電導(dǎo)率k/ S · m-1×103k (平均值)×103 1 2 30.002163.60.0043180.0064440.0074980.0085520.0096040.0106580.0127390.0148

8、210.0168990.0189872.作電導(dǎo)率與濃度c關(guān)系圖，從轉(zhuǎn)折點(diǎn)找出臨界膠束濃度CMC。3.文獻(xiàn)值： 40時(shí)C12H25SO4Na的CMC為8.7×10-3.mol.dm-3 交點(diǎn)濃度C=0.007mol.dm-3六、注意事項(xiàng)表面活性劑的滲透、潤(rùn)濕、乳化、去污、分散增溶和起泡作用等基本原理廣泛應(yīng)用于石油、煤炭、機(jī)械、化學(xué)、冶金、材料及輕工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，研究表面活性劑溶液的物理化學(xué)性質(zhì)表面性質(zhì)(吸附)和內(nèi)部性質(zhì)(膠束形成)有著重要意義。而臨界膠束濃度(CMC)可以作為表面活性劑的表面活性的一種量度。因?yàn)镃MC越小，則表示這種表面活性劑形成膠束所需濃度越底，達(dá)到表面(界面)飽和

9、吸附的濃度越低。因而改變表面性質(zhì)起到潤(rùn)濕、乳化、增溶、起泡等作用所需的濃度也越低。另外，臨界膠束濃度又是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一個(gè)“分水嶺”。因此，表面活性劑的大量研究工作都與各種體系的CMC測(cè)定有關(guān)。 測(cè)定CMC的方法很多，常用的有表面張力法、電導(dǎo)法、染料法、增溶作用法、光散射法等。這些方法，原則上都是從溶液的物理化學(xué)性質(zhì)隨濃度變化關(guān)系出發(fā)求得。其中表面張力法和電導(dǎo)法比較簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確。表面張力法除了可求得CMC外，還可以求的出表面吸附等溫線，此法還有一優(yōu)點(diǎn)，就是無(wú)論對(duì)于高表面活性還是低表面活性的表面活性劑，其CMC的測(cè)定都具有相似的靈敏度，此法不受無(wú)機(jī)鹽的干擾，也適合于非離子表面活性劑

10、；電導(dǎo)法是個(gè)經(jīng)典方法，簡(jiǎn)便可靠。只限于離子性表面活性劑，此法對(duì)于有較高活性的表面活性劑準(zhǔn)確性高，但過(guò)量無(wú)機(jī)鹽存在會(huì)降低測(cè)定靈敏度，因此配置溶液應(yīng)該用電導(dǎo)水。七、思考題一若要知道所測(cè)得的臨界膠束濃度是否準(zhǔn)確，可用什么實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證之？答;可以用其他方法驗(yàn)證，如表面張力法、電導(dǎo)法、染料法、增溶作用法、光散射法等。其中表面張力法和電導(dǎo)法比較簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。二溶解的表面活性劑分子之間的平衡同溫度和濃度有關(guān)，其關(guān)系式可表示為： 試問(wèn)如何測(cè)出其熱效應(yīng)值？(必答題)答：準(zhǔn)確配臵所需要的溶液，求出各個(gè)濃度時(shí)的電導(dǎo)值，作出電導(dǎo)值（或摩爾電導(dǎo)率）與濃度的折線圖求出轉(zhuǎn)折點(diǎn)處臨界膠束濃度，即CMC的值，根據(jù)溶解的表面活性劑分

11、子與膠束之間的平衡同溫度和濃度關(guān)系式。三非離子型表面活性劑能否用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定臨界膠束濃度？為什么？若不能，則可用何種方法測(cè)定？(必答題)答：電導(dǎo)法測(cè)量表面活性劑臨界膠束濃度的原理是：離子型表面活性劑在水中電離，生成離子可以導(dǎo)電，隨著表面活性劑濃度的增加，電導(dǎo)率直線增大。 但離子型表面活性劑分子生成膠束后，由于膠束比表面活性劑分子大得多，在水中移動(dòng)慢得多，故電導(dǎo)率雖仍隨著表面活性劑濃度的增大而增大，但增大的幅度（即直線斜率）變小。故電導(dǎo)率隨濃度變化曲線上，在臨界膠束濃度處有一拐點(diǎn)。 對(duì)于非離子表面活性劑來(lái)說(shuō)，表面活性劑分子在水中不電離，其溶液的電導(dǎo)率和表面活性劑濃度沒(méi)有關(guān)系，故不能用電導(dǎo)法測(cè)定

12、非離子表面活性劑的臨界膠束濃度。最簡(jiǎn)單的辦法還是表面張力法，做表面活性劑濃度對(duì)表面張力的曲線，當(dāng)達(dá)到CMC時(shí)，在曲線上會(huì)出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，此點(diǎn)即CMC。此外折光指數(shù)法和染料增容變色法也可以用。實(shí)驗(yàn) 11 黏度法測(cè)定水溶性高聚物相對(duì)分子質(zhì)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用烏貝路德(Ubbelohde)粘度計(jì)測(cè)定粘度的原理和方法2.測(cè)定聚乙烯醇的平均相對(duì)分子質(zhì)量二、實(shí)驗(yàn)原理粘度是指液體對(duì)流動(dòng)所表現(xiàn)的阻力，這種力反抗液體中鄰接部分的相對(duì)移動(dòng)，因此可看作是一種內(nèi)摩擦。圖1是液體流動(dòng)的示意圖。當(dāng)相距為dx的兩個(gè)液層以不同速度(v和v+dv)移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的流速梯度為dv/dx。當(dāng)建立平衡流動(dòng)時(shí)，維持一定流速所需的力(

13、即液體對(duì)流動(dòng)的阻力)f '與液層的接觸面積A以及流速梯度dv/dx成正比:圖1 液體流動(dòng)示意圖 (1)若以f表示單位面積液體的粘滯阻力，f=f '/A，則: (2)上式為牛頓粘度定律表示式，其比例常數(shù)稱為粘度系數(shù)，簡(jiǎn)稱粘度，單位為Pa·s。高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液體在流動(dòng)時(shí)存在著內(nèi)摩擦。其中因溶劑分子之間的內(nèi)摩擦表現(xiàn)出來(lái)的粘度叫純?nèi)軇┱扯?，記作；此外還有高聚物分子相互之間的內(nèi)摩擦，以及高分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。三者之總和表現(xiàn)為溶液的粘度。在同一溫度下，一般來(lái)說(shuō)，>。相對(duì)于溶劑，其溶液粘度增加的分?jǐn)?shù)，稱為增比粘度，記作SP，即: (3)溶液粘度與純

14、溶劑粘度的比值稱為相對(duì)粘度，記作r，即 (4)也是整個(gè)溶液的粘度行為，是扣除了溶劑分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng)，兩者關(guān)系為 (5)對(duì)于高分子溶液，增比粘度往往隨溶液的濃度c的增加而增加。為了便于比較，將單位濃度下所顯示出的增比濃度，即稱為比濃粘度；而稱為比濃對(duì)數(shù)粘度。和都是無(wú)因次的量，和的單位是由濃度c的單位而定，通常采用gmL-1。 為了進(jìn)一步消除高聚物分子之間的內(nèi)摩擦效應(yīng)，必須將溶液濃度無(wú)限稀釋，使得每個(gè)高聚物分子彼此相隔極遠(yuǎn)，其相互干擾可以忽略不記。這時(shí)溶液所呈現(xiàn)出的粘度行為基本上反映了高分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。這一粘度的極限值記為 (6)稱特性粘度，其值與濃度無(wú)關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)聚合物、溶劑和

15、溫度確定以后，的數(shù)值只與高聚物平均相對(duì)分子質(zhì)量M有關(guān)，其間的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系可用Mark Houwink 方程式表示： (7)式中K為比例常數(shù)，是與分子形狀有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。它們都與溫度、聚合物、溶劑性質(zhì)有關(guān)，在一定的相對(duì)分子質(zhì)量范圍內(nèi)與相對(duì)分子質(zhì)量無(wú)關(guān)。 K和a的數(shù)值，只能通過(guò)其它方法確定，例如滲透壓法、光散射法等等。粘度法只能測(cè)定求算出。 測(cè)定液體粘度的方法主要有三類：(1)用毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定液體在毛細(xì)管里的流出時(shí)間；(2)用落球式粘度計(jì)測(cè)定圓球在液體里的下落速度；(3)用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)定液體與同心軸圓柱體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。 測(cè)定高分子的時(shí)，用毛細(xì)管粘度計(jì)最為方便。當(dāng)液體在毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)因重力作用而

16、流出時(shí)遵守泊稷葉(Poiseuille)定律： (8)式中為液體的密度；l是毛細(xì)管長(zhǎng)度；r是毛細(xì)管半徑；t是流出時(shí)間；h是流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；g為重力加速度；V是流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積；m是與儀器的幾何形狀有關(guān)的常數(shù)，在時(shí)，可取m=1。對(duì)某一支指定的粘度計(jì)而言，令，則 (8)式可寫成: (9)式中<1，當(dāng)t>100s時(shí)，等式右邊第二項(xiàng)可以忽略。設(shè)溶液的密度與溶劑密度0近似相等。這樣，通過(guò)測(cè)定溶液和溶劑的流出時(shí)間t和t0，就可求算: (10)進(jìn)而可計(jì)算得到，和值。配制一系列不同濃度的溶液分別進(jìn)行測(cè)定，以和為縱坐標(biāo)，c為橫坐標(biāo)作圖，得兩條直線，分別外推到c=0處，其截距即為，代

17、入(7)式即可得到。三、儀器和試劑烏氏粘度計(jì)一支移液管(5mL、10mL)各1支透明玻璃恒溫水浴一套秒表一塊燒杯（50mL）一個(gè)錐形瓶（100mL）一只聚乙烯醇四.實(shí)驗(yàn)步驟1. 溶液配制準(zhǔn)確稱取0.5g聚乙烯醇放入預(yù)先洗凈的100mL燒杯中，加入約60mL蒸餾水，緩慢加熱至溶解，冷卻至室溫，加入兩滴正丁醇（去泡劑），并移入100mL容量瓶中，加水至刻度。 (此項(xiàng)工作已由實(shí)驗(yàn)教師完成)。2. 粘度計(jì)的洗滌和安裝將配制好的聚乙烯醇溶液用3號(hào)玻璃砂漏斗過(guò)濾。注意過(guò)濾時(shí)不能用濾紙，以免纖維混入。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至25。將粘度計(jì)中的液體盡量瀝干，順次用自來(lái)水、蒸餾水洗滌干凈。容量瓶、移液管也都應(yīng)仔細(xì)洗凈

18、。將粘度計(jì)側(cè)管C上端套一軟膠管，并用夾子夾緊使之不漏氣。把粘度計(jì)垂直放入恒溫水浴中，使G球以下部位完全浸沒(méi)在水中，放置位置要合適，便于觀察液體的流動(dòng)情況。恒溫水浴的攪拌速度要合適，不致產(chǎn)生劇烈震動(dòng)影響測(cè)定結(jié)果。3. 溶劑流出時(shí)間t0的測(cè)定用移液管取10 mL蒸餾水從A管注入粘度計(jì)F球內(nèi)，待恒溫后利用吸球由B管將溶劑經(jīng)毛細(xì)管吸入E球并繼續(xù)吸至G球中部（注意：液體不能吸到吸球內(nèi)），然后松開洗耳球，同時(shí)松開C管上夾子，使其通大氣。此時(shí)溶劑靠重力作用順毛細(xì)管而流下，當(dāng)液面流經(jīng)刻度E球上口b刻線處時(shí)，立刻按下停表開始記時(shí)，當(dāng)液面下降到E球下口a 刻線處則停止記時(shí)。記下液體流經(jīng)a、b之間所需的時(shí)間。重復(fù)測(cè)

19、定三次，偏差小于0.2 s，取其平均值，即為t0值。4. 溶液流出時(shí)間的測(cè)定待t0測(cè)完后，取10 mL過(guò)濾后的聚乙烯醇溶液加入粘度計(jì)中，再加入4滴正丁醇，用吸球?qū)⑷芤悍磸?fù)抽吸至E球內(nèi)幾次，使其混合均勻（聚乙烯醇是一種起泡劑，攪拌抽吸混合時(shí)容易氣泡，不易混合均勻，溶液中分散的微小氣泡好像雜質(zhì)微粒，容易局部堵塞毛細(xì)管，所以應(yīng)注意抽吸速度）。測(cè)定c，= 1/2的流出時(shí)間t1，然后再依次加入 10mL蒸餾水，稀釋成濃度為1/3，1/4，1/5的溶液，并分別測(cè)定流出時(shí)間t2，t3 ，t4（每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)三次，取平均值）。每次稀釋后都要將稀釋液抽洗粘度計(jì)的E球，使粘度計(jì)內(nèi)各處溶液的濃度相等，按同樣方法進(jìn)行測(cè)

20、定。5. 按“步驟2”洗滌粘度計(jì)，然后重復(fù)“步驟3”，即再次測(cè)定溶劑流出時(shí)間t0。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中室溫： 大氣壓： 恒溫水浴溫度： 原溶液濃度： g/100mL 流 出 時(shí) 間r測(cè) 量 值平均值123溶 劑t0= 溶 液c，= 1/2t 1=c，= 1/3t 2=c，= 1/4t 3=c，= 1/5t 4=溶 劑t01=2. 用和對(duì)c作圖，得兩直線，外推至c=0處，求出。如果兩條直線不能交于一點(diǎn)，則以為主。3. 將值代入式，計(jì)算。已知聚乙烯醇在25時(shí)，K = 2×10-2， = 0.76。六、注意事項(xiàng)1. 高分子是由小分子單體聚合而成的，高聚物相對(duì)分子質(zhì)量是

21、表征聚合物特征的基本參數(shù)之一，相對(duì)分子質(zhì)量不同，高聚物的性能差異很大。所以不同材料，不同的用途對(duì)分子質(zhì)量的要求是不同的。測(cè)定高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)和使用高分子材料具有重要的實(shí)際意義。2. 溶液的粘度和濃度的關(guān)系圖3中的兩條直線一般有以下形式： .(11)此式也是線性方程，大多數(shù)聚合物在濃度較稀范圍內(nèi)都符合上式。 .(12)對(duì)于上式包括下列三種情況：(1)若a=1/3，且令b=1/2-a，則:.以對(duì)c作圖為一直線，其直線斜率為負(fù)值;以對(duì)c作圖所得的直線分別外推可得共同截距，如圖3示。(2)若a>1/3，對(duì)c作圖不呈直線。當(dāng)濃度較高時(shí)，曲線向下彎曲，切線斜率b>(-a)。切線與-c

22、線在c>0處相交于A點(diǎn)，兩者截距不同，如圖4-1所示。(3)a<1/3，-c也不呈直線但情況與(2)不同。如圖4-2所示。如果出現(xiàn)(2)和(3)這兩種情況，如何來(lái)求呢？當(dāng)溶液不太稀時(shí)，可以取直線的截距作為特性粘度較好些。如果溶液濃度太高，圖的線性不好，外推不可靠；如果濃度太稀，測(cè)的t和t0很接近，則的相對(duì)誤差比較大。恰當(dāng)?shù)臐舛仁鞘乖?.22.0之間。3.上述求的方法稱為稀釋法或外推法，結(jié)果較為可靠。但在實(shí)際工作中，往往因試樣少，或要測(cè)定大量同品種的試樣，為了簡(jiǎn)化操作，可采用“一點(diǎn)法”，即在一個(gè)濃度下測(cè)定，直接算出值。“一點(diǎn)法”的使用必須事先用外推法測(cè)出所用體系的a，b值，并假定：a

23、=1/3和a+b=1/2，則由10和11式可得： .(16.13)或者: .(16.14)七、思考題1.烏氏粘度計(jì)中的支管C有什么作用？除去支管C是否仍可以測(cè)粘度?2.評(píng)價(jià)粘度法測(cè)定高聚物相對(duì)分子質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)，指出影響準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)果的因素。3.特性粘度和純?nèi)軇┱扯仁欠褚粯?？為什么？?shí)驗(yàn)12 最大氣泡壓力法測(cè)定溶液的表面張力一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、明確表面張力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意義。2、掌握最大氣泡壓力法測(cè)定表面張力的原理和技術(shù)。3、計(jì)算表面吸附量和吸附質(zhì)分子的截面積。二、實(shí)驗(yàn)原理1、表面張力在液體內(nèi)部，任一分子受四周分子的吸引力是平衡的，但液體表面層的分子卻要受到向內(nèi)的拉力，因此要使液體的

24、表面積增大，就必須反抗分子向內(nèi)的拉力而做功，說(shuō)明分子在表面層內(nèi)比在液體內(nèi)部有較大的勢(shì)能，這勢(shì)能就是表面自由能。在恒溫、恒壓及組成不變的條件下，使表面積可逆地增加dA，體系自由能的增量dG應(yīng)等于環(huán)境對(duì)體系所做的表面功-W，即：dG=-W=dA （1）式中，為比例常數(shù)，其物理意義是在恒溫、恒壓、組成不變的條件下，增加單位表面積時(shí)引起體系自由能的增加值，因此稱為比表面自由能，其量綱為J·m-2。因其量綱又可以寫成N·m-1，所以還可稱為表面張力，其物理意義是沿著與表面相切的方向，垂直作用于表面單位長(zhǎng)度上的力。表面張力是液體的重要特性之一，它與所處的溫度、壓力、濃度以及共存的另一相

25、的組成有關(guān)。2、液體的表面吸附純液體表面層的組成與內(nèi)部組成相同，因此液體只能通過(guò)盡可能地縮小其表面以降低體系的表面自由能。對(duì)于溶液，由于溶質(zhì)能引起溶劑表面張力的變化，因此可通過(guò)調(diào)節(jié)溶質(zhì)在表面層的濃度來(lái)降低表面能。若溶質(zhì)能降低溶劑的表面張力時(shí)，則表面層中溶質(zhì)的濃度大于溶液內(nèi)部溶質(zhì)的濃度；反之，如果溶質(zhì)能使溶劑的表面張力升高，則表面層中溶質(zhì)的濃度小于溶液內(nèi)部溶質(zhì)的濃度。這種表面濃度與溶液內(nèi)部濃度不同的現(xiàn)象叫做溶液的表面吸附。在一定溫度和壓力下，吉布斯用熱力學(xué)的方法推導(dǎo)出了溶液表面吸附量與溶液的表面張力和溶液濃度之間的關(guān)系，即： （2）式中，為溶液在表層的吸附量；為表面張力；c為吸附達(dá)到平衡時(shí)溶液在

26、介質(zhì)中的濃度。如果加入溶質(zhì)使液體的表面張力降低，<0，則>0，此時(shí)溶液的表面濃度大于溶液內(nèi)部的濃度，稱為正吸附，此類物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。如果加入溶質(zhì)使液體的表面張力升高，>0，則<0，此時(shí)溶液的表面濃度小于溶液內(nèi)部的濃度，稱為負(fù)吸附，此類物質(zhì)稱為非表面活性物質(zhì)。由吉布斯吸附等溫式可看出，只要測(cè)得某一溫度下不同濃度溶液的表面張力，以-c作圖，在-c的曲線上作不同濃度下的切線，可獲得不同濃度所對(duì)應(yīng)的斜率，將斜率代入式（2）中，即可求出不同濃度時(shí)氣-液界面上的吸附量。3、飽和吸附量和溶質(zhì)分子的橫截面積在一定的溫度下，吸附量與濃度c之間的關(guān)系，可用朗格繆爾（Langmuir）

27、吸附等溫式表示： （3）為飽和吸附量，K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，其值與溶質(zhì)的表面活性大小有關(guān)。將式（3）兩邊取倒數(shù)，即可化成如下直線方程： （4）-c作圖，可得一直線，由直線的斜率可求出。若以N代表1 m2表面上溶質(zhì)的分子數(shù)，則在飽和吸附時(shí)： (5)式中，NA為阿伏伽德羅常數(shù)，由此可得每個(gè)溶質(zhì)分子在表面上所占據(jù)的橫截面積： （6）4、最大壓力氣泡法測(cè)定溶液的表面張力其儀器裝置如圖1所示： 圖1、最大氣泡壓力法測(cè)量表面張力的裝置示意圖1、 恒溫套管；2、毛細(xì)管（r在0.150.2mm）；3、U型壓力計(jì)（內(nèi)裝水）；4、分液漏斗；5、吸濾瓶；6、連接橡皮管。將待測(cè)表面張力的液體裝于表面張力儀中，使毛細(xì)管的端面與

28、液面相切，液面即沿毛細(xì)管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，隨著毛細(xì)管內(nèi)外壓差逐漸增大，泡的曲率半徑由大變小，當(dāng)氣泡的半徑等于毛細(xì)管的內(nèi)半徑時(shí)，其半徑達(dá)到最小，而泡內(nèi)壓力達(dá)到最大值，此時(shí)的泡內(nèi)外壓最大差可由壓力計(jì)測(cè)出，所以根據(jù)泡內(nèi)最大的附加壓力和毛細(xì)管的內(nèi)半徑r，就可以計(jì)算表面張力： （7） （8）式中，k為儀器常數(shù)，其值可用已知表面張力的物質(zhì)測(cè)定。最大壓力氣泡法與接觸角無(wú)關(guān)，也不需要液體的密度數(shù)據(jù)，且裝置簡(jiǎn)單，測(cè)定迅速。三、儀器和試劑1、儀器：最大泡壓法表面張力儀1套，阿貝折光儀1臺(tái)，精密數(shù)字微壓差測(cè)量?jī)x1臺(tái)，洗耳球1個(gè)，移液管(50ml和10ml)各一支，燒杯（500mL），鏡頭紙。2、藥品：

29、無(wú)水乙醇（分析純），蒸餾水。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、儀器的準(zhǔn)備與檢漏將表面張力儀容器和毛細(xì)管先用洗液洗凈，再順次用自來(lái)水和蒸餾水漂洗，烘干后按圖1接好，檢查是否漏氣。將恒溫水浴設(shè)定在25 ，并保持10min。2、配制溶液 粗略配制體積百分比分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的乙醇水溶液待用。3、儀器常數(shù)的測(cè)定在滴液漏斗中裝滿水，加適量的純水于支管試管中，使毛細(xì)管剛好與液面相切。打開滴液漏斗活塞進(jìn)行緩慢抽氣，控制滴液速度，使毛細(xì)管逸出的氣泡速度為每分鐘812個(gè)為宜。在壓力計(jì)上讀出一個(gè)氣泡的最大值和最小值。重復(fù)讀三次，取平均值。4、乙醇溶液表面張力的測(cè)定依溶液濃度由稀到濃的

30、順序，按測(cè)定儀器常數(shù)時(shí)的操作步驟，分別測(cè)定各種未知濃度乙醇溶液的最大壓力差。每次測(cè)量前必須用少量被測(cè)液洗滌支管試管和毛細(xì)管，確保毛細(xì)管內(nèi)外溶液的濃度一致。5、乙醇溶液濃度的測(cè)定 用阿貝折光儀測(cè)定各已知濃度溶液的折光率，作出濃度-折光率的工作曲線。然后測(cè)定待測(cè)溶液的折光率，并從工作曲線上找出其相應(yīng)的濃度值。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄表1 實(shí)驗(yàn)條件恒溫槽溫度室溫大氣壓水25=71.97×103N·m-125.C25.7。C100.61KPa水25=71.97×103N·m-1表2 標(biāo)準(zhǔn)乙醇水溶液的折光率12345678濃度5.00%10.12%14

31、.96%20.00%25.20%30.23%35.24%40.09%折光率1.33501.33601.33951.34001.34341.34701.35091.3533表3 最大壓力差和表面張力樣品最大值最小值最大壓力差平均值/ N·m-1折光率濃度0-0.913-1.3200.4070.4127.197x10-20-0.896-1.3120.416-0.906-1.3180.4121-0.842-1.1800.3380.3365.870x10-21.33370.03739-0.838-1.1740.336-840-1.1740.3342-0.789-1.1130.3240.323

32、5.643x10-21.33580.08415-0.774-1.0960.322-0.783-1.1060.3233-0.746-1.0650.3190.3155.503x10-21.33840.1550-0.738-1.0490.311-0.742-1.0570.3154-0.658-0.9860.3280.3215.608x10-21.34130.2128-0.663-0.9780.315-0.661-0.9820.3215-0.654-0.9670.3130.3175.538x10-21.34480.2705-0.640-0.9630.323-0.648-0.9640.3166-0.64

33、1-0.9570.3160.3145.486x10-21.34710.3014-0.636-0.9480.312-0.639-0.9520.3137-0.628-0.9460.3180.3195.573x10-21.34920.3344-0.623-0.9420.319-0.619-0.9380.3198-0.614-0.9250.3110.3125.451x10-21.35250.3911-0.617-0.9320.315-0.612-0.9210.3092、 以-c作圖（橫坐標(biāo)濃度從零開始），在曲線上等間隔選取610個(gè)點(diǎn)，分別作切線，求出斜率，并計(jì)算在相應(yīng)濃度下的。3、 作圖，得一直線，由

34、直線斜率求其，并計(jì)算分子的橫截面積S。由圖得：C1=0.0734 K1=-0.0169 C2=0.1033 K2=-0.0153C3=0.133 K3=-0.0136 C4=0.163 K4=-0.0118 C5=0.199 K5=-0.00937C6=0.229 K6=-0.00728 C7=0.259 K7=-0.00511 C8=0.289 K8=-0.00289表面吸附量T T1=4.99x10-7 T2=6.36x10-7 T3=7.28x10-7 T4=7.75x10-7 T5=7.51x10-7 T6=6.71x10-7 T7=5.33x10-7 T8=3.36x10-7 Y=2

35、7.27X-1.621 K=2.727x106 =3.6x10-7 S=4.5x10-18六、注意事項(xiàng)1.儀器系統(tǒng)不能漏氣。2.所用毛細(xì)管必須干凈、干燥，應(yīng)保持垂直，其管口剛好與液面相切。3.讀取壓力計(jì)的壓差時(shí)，應(yīng)取單個(gè)逸出時(shí)的最大壓力差。七 、思考題1. 毛細(xì)管尖端為何必須調(diào)節(jié)得恰與液面相切？否則對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？答：如果將毛細(xì)管末端插入到溶液內(nèi)部,毛細(xì)管內(nèi)會(huì)有一段水柱,產(chǎn)生壓力P,則測(cè)定管中的壓力Pr會(huì)變小,pmax會(huì)變大,測(cè)量結(jié)果偏大. 2. 最大氣泡法測(cè)定表面張力時(shí)為什么要讀取最大壓力差？如果氣泡逸出的很快，或幾個(gè)氣泡一齊出，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？答：因?yàn)闅馀萦幸粋€(gè)從小到大最后破

36、裂的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中壓強(qiáng)差先增大后減小,最大的壓強(qiáng)差才是完全由最大表面張力造成的;若氣泡逸出太快,會(huì)使U型壓差計(jì)中的酒精所處位置相對(duì)不穩(wěn)定,來(lái)回跳動(dòng),致使讀數(shù)不穩(wěn)定,不易觀察出最高點(diǎn)而引起較大實(shí)驗(yàn)誤差.若是使用數(shù)字微差儀,也是使讀數(shù)不容易穩(wěn)定而引起較大誤差. 實(shí)驗(yàn) 13 丙酮碘化反應(yīng)的速率方程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握用孤立法確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法2. 測(cè)定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)3. 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解4. 掌握分光光度計(jì)的使用方法二、實(shí)驗(yàn)原理1.大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是由若干個(gè)基元反應(yīng)組成的。這類復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)速率和反應(yīng)物活度之間的關(guān)系大多數(shù)不能用質(zhì)量作用定律預(yù)示。以實(shí)驗(yàn)方法測(cè)

37、定反應(yīng)速率和反應(yīng)物活度之間的計(jì)量關(guān)系，是研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。對(duì)復(fù)雜反應(yīng)，可采用一系列實(shí)驗(yàn)方法獲得可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此建立反應(yīng)方程式，以其為基礎(chǔ)，推測(cè)反應(yīng)的機(jī)理，提出反應(yīng)模式。孤立法是動(dòng)力學(xué)研究中常用的一種方法。設(shè)計(jì)一系列溶液，其中只有某一物質(zhì)的濃度不同而其他物質(zhì)的濃度均相同，借此可以求得反應(yīng)的級(jí)數(shù)。同樣亦可得到各種作用物的級(jí)數(shù)，從而確立速率方程。2.本實(shí)驗(yàn)以丙酮碘化為例，說(shuō)明如何應(yīng)用孤立法和穩(wěn)定態(tài)近似條件來(lái)推得速率方程以及可能的反應(yīng)機(jī)理。丙酮鹵化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其條件式為: (1)式中X為鹵素。實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)的速率幾乎與鹵素的種類及其濃度無(wú)關(guān)，但卻與溶液中的丙酮和氫離子濃度密切

38、相關(guān)。實(shí)際上，在一定濃度范圍內(nèi)，通?？梢杂梦镔|(zhì)的濃度替代活度表示某一物質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響。對(duì)于上述反應(yīng)，首先假設(shè)其反應(yīng)速率方程為: (2)式中，x，y，z分別代表丙酮，氫離子和碘的反應(yīng)級(jí)數(shù)。將該式取對(duì)數(shù)得方程: (3)在上述三種物質(zhì)中，首先固定其中兩種物質(zhì)的濃度，配制出第三種物質(zhì)濃度不同的一系列溶液。這樣一來(lái)，反應(yīng)速率只是該物質(zhì)濃度的函數(shù)。以對(duì)該組分濃度的對(duì)數(shù)做圖，所得直線的斜率即為反應(yīng)對(duì)該物質(zhì)的反應(yīng)級(jí)數(shù)。同理，可以得到其它兩個(gè)物質(zhì)的反應(yīng)級(jí)數(shù)。3.碘在可見光區(qū)有一個(gè)很寬的吸收帶，因此可以方便地用分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中碘濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系。按照比爾(Beer)定律: (4)式中，A為吸光度，

39、T為透光率，I和I0分別為某一定波長(zhǎng)的光線通過(guò)待測(cè)溶液和空白溶液(參比)后的光強(qiáng)，a為吸光系數(shù)，b為樣品池光徑長(zhǎng)度。以lgT對(duì)時(shí)間t作圖，其斜率應(yīng)為:，如再已知a和b，則可計(jì)算出反應(yīng)速率。若，可以發(fā)現(xiàn)，lgT對(duì)t的關(guān)系圖為一直線。顯然只有當(dāng)不隨時(shí)間而改變時(shí)，該直線關(guān)系才能成立。這也就意味著，反應(yīng)速率與碘的濃度無(wú)關(guān)，從而可得知丙酮碘化反應(yīng)對(duì)碘的級(jí)數(shù)為零。實(shí)驗(yàn)選定丙酮濃度范圍0.130.30 mol.dm-3，氫離子濃度0.130.30 mol.dm-3，碘濃度0.0010.002 mol.dm-3，反應(yīng)過(guò)程可認(rèn)為和保持不變，又因z =0，則由方程(2)積分得: (5)以方程(3)代入，得如下方程

40、: (6)三、儀器和試劑721型分光光度計(jì)1套恒溫水浴1套容量瓶(100mL)3只移液管(10mL，刻度) 3支碘量瓶(50mL)1只燒杯(50mL)1只標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液(2.00 moldm-3) ； 標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液(1.00 moldm-3)； 標(biāo)準(zhǔn)碘溶液(0.0100 moldm-3) 四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開分光光度計(jì)電源，將波長(zhǎng)調(diào)到560nm處，用裝有蒸餾水的比色皿調(diào)節(jié)儀器的“100%”點(diǎn)和“0”點(diǎn)。2. 求ab值。在50mL容量瓶中配制0.001 moldm-3碘溶液。用少量碘溶液洗比色皿二次，再注入0.001 moldm-3碘溶液，測(cè)其透光率T，更換碘溶液重復(fù)測(cè)定二次，取平均值

41、，求ab值(3).測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)。 用移液管分別吸取0.01 moldm-3標(biāo)準(zhǔn)碘溶液10 mL 、10 mL、 10 mL、 5 mL，注入已編號(hào)（1- 4號(hào)）的四只干凈的50mL容量瓶中，另取一支移液管分別向1- 4號(hào)容量瓶?jī)?nèi)加入1.00 moldm-3標(biāo)準(zhǔn)HCI溶液5 mL 、5 mL 、10 mL 、5 mL（注意瓶號(hào)順序），再分別注入適量的蒸餾水，蓋上瓶蓋，置于恒溫水浴中恒溫備用。另取一個(gè)50 mL干凈容量瓶，取少量2.00 moldm-3標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液清洗兩次，然后注入約50 mL標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液，置于恒溫水浴中恒溫。再取50mL干凈容量瓶裝滿蒸餾水，置于恒溫水浴中恒溫。 待達(dá)

42、到恒溫后（時(shí)間不少于10min），用移液管取已恒溫的標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液10mL迅速加入1號(hào)容量瓶，當(dāng)丙酮加入一般時(shí)開始計(jì)時(shí)，用已恒溫的蒸餾水將此混合溶液稀釋至刻度，迅速搖勻，用此溶液潤(rùn)洗比色皿數(shù)次，然后將此溶液注入比色皿（上述操作要迅速進(jìn)行），測(cè)定不同時(shí)間的透光率。每隔2min測(cè)定透光率一次，直至取得10-20個(gè)數(shù)據(jù)為止。如果透光率變化較大，則改為每隔1min記錄一次。在測(cè)定過(guò)程中用蒸餾水多次校正透光率“0”點(diǎn)和“100”點(diǎn)。 然后用移液管分別取5mL、10mL、10mL的標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液（已恒溫的），分別注入2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)容量瓶，用上述方法分別測(cè)定不同濃度溶液在不同時(shí)間的透光率。 上述溶液的配制如表

43、1所示表1 溶液配制編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)碘溶液/mL 標(biāo)準(zhǔn)HCI溶液/mL 標(biāo)準(zhǔn)丙酮溶液/mL 蒸餾水/mL 1 105 1025 2 10 5 5303 10 1010 204551030 五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中 表2. c碘= 透光率平均值ab 表3. 恒溫溫度： 1號(hào)時(shí)間/min透光率TlgT2號(hào)時(shí)間/min透光率TlgT3號(hào)時(shí)間/min透光率TlgT4號(hào)時(shí)間/min透光率TlgT表4.編 號(hào)c丙酮/ moldm-3cH+/ moldm-3c碘/ moldm-3 12 342. 根據(jù)表2數(shù)據(jù)利用（4）式計(jì)算ab值。3. 根據(jù)表3數(shù)據(jù)，以lgT對(duì)時(shí)間t作圖，求出斜率。4. 以斜率對(duì)

44、濃度作雙對(duì)數(shù)圖，從其斜率可求得反應(yīng)對(duì)各物質(zhì)的級(jí)數(shù)x，y和z。5. 計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)k值（令x=y=1,z=0）6. 文獻(xiàn)參考值（1）.吸光系數(shù)a可用0.001或0.002的碘溶液自行測(cè)定，約180.（2）. x =1，y =1，z =01（3）.反應(yīng)速率常數(shù)2：T0252735105k0.1152.863.608.80103k0.691.722.165.28 六、注意事項(xiàng)1.反應(yīng)機(jī)理推測(cè).根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)級(jí)數(shù)及鹵化反應(yīng)速率與鹵素幾乎無(wú)關(guān)的事實(shí)，一般對(duì)丙酮鹵化反應(yīng)機(jī)理可作如下推測(cè)：(A) (H+) (B)(B) (D) (H+) (D) (X) (E)因?yàn)楸呛苋醯膲A，所以反應(yīng)式(14.1)生

45、成的中間體B很少，故有:烯醇式D和產(chǎn)物E的反應(yīng)速率方程是： .(13.7) .(13.8)合并上面各式，并應(yīng)用穩(wěn)定態(tài)條件，即令:，得到： .(13.9)若烯醇式D與鹵素的反應(yīng)速率比烯醇式D與H+的反應(yīng)大得多，即k3 cX+>>k-2cH+，則上式可取以下簡(jiǎn)單的形式：                      .(13.10)令k=K1k2，又，相當(dāng)于z=0時(shí)的方程，因此上述推理可能是成

46、立的。2.有些教科書以溴水作為反應(yīng)物，但由于溴的揮發(fā)性及毒性，故本實(shí)驗(yàn)選用碘進(jìn)行反應(yīng)。3.在一定條件下，特別是鹵素濃度較高時(shí)，反應(yīng)并不停留在一元鹵化丙酮上，可能形成多元取代，故應(yīng)測(cè)量開始一段時(shí)間的反應(yīng)速率。當(dāng)偏大或，偏小時(shí)，因不符合比爾定律或者濃度變化過(guò)小，將導(dǎo)致讀數(shù)誤差較大。若教學(xué)時(shí)數(shù)許可，也可在兩個(gè)或更多溫度下測(cè)定速率常數(shù)k，還可粗略求算反應(yīng)的活化能Ea。七、思考題1. 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，正確計(jì)算時(shí)間是很重要的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)中，從反應(yīng)物開始混合，到開始讀數(shù)，中間有一段不很短的操作時(shí)間，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響?為什么？2. 影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素是什么？實(shí)驗(yàn)14 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定一

47、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解蔗糖水解反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度與旋光度之間的關(guān)系。2. 測(cè)定蔗糖水解反應(yīng)的速率常數(shù)和半衰期。3. 了解旋光儀的基本原理，并掌握其正確的操作技術(shù)。2、 實(shí)驗(yàn)原理蔗糖水解反應(yīng)的計(jì)量方程式為：C12H22O11+H2O = C6H12O6 + C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖蔗糖水解速率極慢，在酸性介質(zhì)中反應(yīng)速率大大加快，故H3O+為催化劑。反應(yīng)中，H2O是大量的，反應(yīng)前后與溶質(zhì)濃度相比，看成它的濃度不變，故蔗糖水解反應(yīng)可看做一級(jí)反應(yīng)。其動(dòng)力學(xué)方程式如下： = k C 或 k =lg 反應(yīng)的半衰期 = k1：速率常數(shù)、t：時(shí)間、Co：蔗糖初始濃度、C：蔗糖在t時(shí)刻的濃度?？梢娨患?jí)

48、反應(yīng)的半衰期只決定于反應(yīng)速率常數(shù)，而與反應(yīng)物起始濃度無(wú)關(guān)。若測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)刻時(shí)蔗糖的濃度，代入上述動(dòng)力學(xué)的公式中，即可求出k1和。由于蔗糖、葡萄糖和果糖都含有不對(duì)稱的碳原子，它們都是旋光性物質(zhì)，但它們的旋光能力各不相同，其中蔗糖右旋，比旋光度，葡萄糖右旋，比旋光度，果糖左旋，比旋光度，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，物質(zhì)的旋光度不斷變化，由右旋逐漸變?yōu)樽笮?，故可利用體系在反應(yīng)過(guò)程中旋光度的變化來(lái)量度反應(yīng)的進(jìn)程。因?yàn)樯鲜稣崽撬夥磻?yīng)中，反應(yīng)物與生成物都具有旋光性。旋光度與濃度成正比且溶液的旋光度為各組成旋光度之和（加合性）。若反應(yīng)時(shí)間為0、時(shí)溶液的旋光度各為，則可導(dǎo)出： 可改寫為 如以對(duì)t作圖可得一直線，

49、由直線的斜率即可求得反應(yīng)速度常數(shù),進(jìn)而求得反應(yīng)的半衰期。本實(shí)驗(yàn)就是用旋光儀測(cè)定值、通過(guò)作圖由截距可得到。 三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑旋光儀1臺(tái)；容量瓶（50 ）1個(gè)；移液管（50 ）1支旋光管 1支；錐形瓶（100 ）2個(gè)(干燥的)；燒杯（100 、50 ）各1個(gè)；2 HCl溶液1瓶；蔗糖（分析純）；臺(tái)秤一臺(tái)；洗耳球1只。四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1、打開旋光儀的電源，預(yù)熱光源。2、調(diào)焦距：調(diào)整旋光儀的目鏡，使視野清楚，然后調(diào)節(jié)檢偏鏡的角度至視野中出現(xiàn)清晰的兩邊黑暗中間較亮的明暗相間的三分視野；再調(diào)節(jié)檢偏鏡的角度，會(huì)出現(xiàn)兩邊較亮中間黑暗的明暗相反的三分視野；再調(diào)節(jié)檢偏鏡的角度使三分視野消失(即三分視野的明暗度相等)，此時(shí)為讀取旋光度的狀態(tài)。(注意：這一狀態(tài)一定處在上述的兩種明暗相反的三分視野之間！）。3、旋光度的讀數(shù)：統(tǒng)一讀取右盤。以盤中固定的小刻度盤的零點(diǎn)為準(zhǔn)，讀取大刻度盤的數(shù)值，為旋光度的整數(shù)部分；小數(shù)部分到小刻度盤中讀取。以小刻度盤上的某一刻度線與大刻度盤上的某一刻度線相切時(shí)的數(shù)值。有效數(shù)字為小數(shù)點(diǎn)后兩位。4、零點(diǎn)校正：蒸餾水為非旋光物質(zhì)，可用它校正旋光儀的零點(diǎn)。將旋光管的一端蓋子旋緊，由其另一端加滿蒸餾水，放好玻璃片，注意