物理化學(xué)實驗

1、物理化學(xué)實驗物 理 化 學(xué) 實 驗上 海 師 范 大 學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院2008年2月目 錄實驗一、 表面張力測定最大氣泡法實驗二、 絡(luò)合物組成和K不穩(wěn)的測定¾¾等摩爾系列法實驗三、 電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度實驗四、 電極制備及電池電動勢測定實驗五、 電泳實驗六、 金屬相圖實驗七、 凝固點降低法測摩爾質(zhì)量實驗八、 偶極矩的測定實驗九、 溶解熱的測定實驗十、 雙液系相圖實驗十一、液體飽和蒸氣壓的測定實驗十二、蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)的測定實驗十三、乙酸乙酯皂化反應(yīng)速度常數(shù)的測定實驗十四、粘度法測高聚物的相對分子質(zhì)量實驗十五、差熱分析實驗十六、液相平衡實驗十七、電導(dǎo)法測定Hac電

2、離常數(shù)實驗十八、綜合實驗 納米TiO2光催化劑的制備及其光催化活性評價 表面張力測定最大氣泡法一.實驗?zāi)康?.掌握最大氣泡法測定表面張力的原理和技術(shù).2.由對不同濃度乙醇溶液表面張力的測定,加深對表面張力、表面自由、表面張力和吸附量關(guān)系的理解.二.實驗原理:作用在界面上每個單位長度邊緣上的力,叫.1、測定表面張力方法很多，本實驗采用最大氣泡法。將毛細管端面與液面相切，液面即沿毛細管上升，打開抽氣瓶活塞，讓水緩慢流下，使毛細管內(nèi)溶液受到壓力比樣品管中液面上的稍大，氣泡就從毛細管口逸出，這一壓差可由精密壓差計讀出。設(shè)毛細管半徑為r，氣泡由毛細管口逸出時總作用力為：，而氣泡在毛細管口受到表面張力引起

3、的作用力為。當(dāng)氣泡逸出時，上述兩壓力相等。如將表面張力為、的兩種液體，采用同一支毛細管和壓差計，分別測定其最大壓差，則有 為毛細管常數(shù)由已知表面張力的液體為標(biāo)準(zhǔn)，由上式可求出其它液體的表面張力。2、測 C:測各濃度的溶液的折光率 ,再查 的工作曲線,即得其準(zhǔn)確濃度.乙醇溶液的 ( 30 )標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,由教師事先測定后繪制,放于實驗室內(nèi)供學(xué)生查閱.三.儀器與試劑最大氣泡表面張力測定儀：1套，恒溫槽：1臺，阿貝折光計：1臺，鐵架：1只，自由夾：1只。待測乙醇水溶液樣品( 5、10、15、20、25、30、40、50) 蒸餾水四.操作步驟1.儀器常數(shù) 的測定1). 洗凈支管試管、毛細管,在支管試管

4、中加入適量的蒸餾水,調(diào)節(jié)毛細管端面使之與液面相切.毛細管垂直于液面.2).打開滴液漏斗活塞抽氣,使氣泡從毛細管口逸出(每分鐘20個氣泡).3).記錄壓力計最大值，重復(fù)讀數(shù)三次，取其平均值P最大12.待測樣品的測定1).用待測液洗凈支管試管和毛細管,加入適量的樣品于支管試管中.2).按測的步驟,測定各溶液的P最大2值.3.待測樣品體積濃度的測定用阿貝折光儀在 30 下(恒溫槽控溫),測定各樣品的折光率,再從工作曲線()上找出其相應(yīng)的濃度.五.數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)室溫: 大氣壓: P(最大)nC(體積%)/N·m-1水5% 乙醇10% 乙醇15% 乙醇20% 乙醇25% 乙醇30% 乙

5、醇40% 乙醇50% 乙醇2.處理1).已知水在 30 時的0.07118 N·m -1.由公式求得儀器常數(shù).各樣品溶液的即可由下式求出.2). 在坐標(biāo)紙上作 圖.絡(luò)合物組成和K不穩(wěn)的測定¾¾等摩爾系列法一. 實驗?zāi)康?. 等摩爾系列法®絡(luò)合物組成，K不穩(wěn) 的原理及實驗方法；2. 求絡(luò)合反應(yīng)的DG°；3. pH計、分光光度計的使用（熟練）二. 實驗原理MAnÛMn+nA- MAn Mn+ A-K不穩(wěn)1. 絡(luò)合物組成的測定( n =1時) DG°= RTlnK不穩(wěn)1-a c a2K不穩(wěn) DD0 DD0-DDa 2.c = ?三

6、. 實驗步驟1. 等摩爾系列溶液的配制：用0.1M CuSO4和0.1M磺基水楊酸溶液配制CM+CA=0.038M,0.5M H2SO4 0.25M H2SO4 0.5M NaOH 0.25M NaOH CM+CA CM 分別為0，0.1，0.2，0.9，1.0，調(diào)pH到4.5 以pH 4.5 H2SO4溶液定容至50mL.2. 測定光密度。四. 數(shù)據(jù)記錄與處理見原理部分1.，2.五. 注意事項1. 調(diào)節(jié)pH時保證溶液透明；2. 儀器均要預(yù)熱20min以上；3. 調(diào)節(jié)pH的順序，測光密度的順序。電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度一.實驗?zāi)康?.學(xué)會用電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度.二.實驗原理對于電解質(zhì)溶液,

7、若濃度不同,則其電導(dǎo)也不同.本實驗首先測定 PbSO 4 飽和溶液的電導(dǎo),并求出該溶液的電導(dǎo)率.因溶液極稀,必須從中減去水的電導(dǎo),即 (S/cm)因為 × 1000/ C ( S.cm 2.mol -1)式中:是難溶鹽飽和液的濃度.由于溶液極稀, 可視為PbSO4的極限摩爾電導(dǎo)率。,所以有× 1000/。 mol/l 其中。查表可得.三.主要儀器與試劑DDS-307型電導(dǎo)率儀：1臺，DJS-1型鉑黑電極：1支，100 ml錐形瓶：1只，電爐：1只，臺式天平：1臺PbSO4：固體適量，小試劑瓶：3個四.操作步驟1、記下精密溫度計所示的水溫，作為實驗溫度。2、儀器的使用方法（1

8、）電極的使用：按被測介質(zhì)電導(dǎo)率的高低，選擇不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。（教師已選好）將電極插入插口，再將電極置于裝有蒸餾水的小燒杯中。（2）溫度補嘗調(diào)節(jié)器的使用：把“溫度”旋鈕置于相應(yīng)的實驗溫度刻度上。（3）常數(shù)選擇開關(guān)的選擇：將常數(shù)開關(guān)置于1檔。（4）常數(shù)的設(shè)定方法：量程開關(guān)置于校正檔，若使用的電極常數(shù)為0.95，則調(diào)節(jié)校正旋鈕使儀器顯示為95.0。3.將約 0.5 克的固體硫酸鉛放入 100 ml 錐形瓶內(nèi),加入約 50 ml 新燒制的蒸餾水,搖動并加熱至沸騰.倒掉清液,以除去可溶性雜質(zhì).按同法重復(fù)兩次.再加入約50 ml 新燒制的蒸餾水,加熱至沸騰,使之充分溶解.待稍冷后,用自來水沖淋錐形瓶外壁

9、(注意:決不能讓自來水滴入錐形瓶內(nèi)！)直至冷卻到室溫.4.待測液分裝于小瓶內(nèi).測定時,應(yīng)先取該溶液少量地洗滌電極三次, 再將電極插入該溶液內(nèi),測定時液面應(yīng)超過電極的金屬片 2 毫米以上.5.測定 Kcl 溶液的電導(dǎo) G (KCl)1). 將電極用少量 KCl 溶液洗滌后,再插入 KCl 溶液內(nèi).2).把量程開關(guān)板至測量檔，選擇合適的量程，（量程一般設(shè)在IV檔）此時儀器可能顯示的讀數(shù)×（ ），即為溶液的電導(dǎo)率，單位為S·cm-1.記下數(shù)據(jù)于數(shù)據(jù)表中。3）測量后，換溶液再測兩次,取其平均值.6.測定 PbSO4 溶液的電導(dǎo)將飽和 PbSO4 溶液裝入小瓶內(nèi)適量,測定方法如前所述

10、.測量后,換溶液再測兩次,取其平均值.7.測定重蒸餾水的電導(dǎo)將新燒制的蒸餾水裝入小瓶內(nèi),方法如前.*測重蒸餾水時,應(yīng)在插入電導(dǎo)電極后,立即讀出其電導(dǎo), 以防空氣中的2溶入重蒸餾水內(nèi),引起誤差(在測重蒸餾水時,電導(dǎo)儀讀數(shù)會隨時間而變,說明空氣中的二氧化碳溶入正逐漸地溶入蒸餾水內(nèi)).五.數(shù)據(jù)記錄與處理1.數(shù)據(jù)實驗日期: 實驗溫度: 0.02mol/L KCl溶液電導(dǎo)率(S·cm-1)0.02mol/L KCl溶液電導(dǎo)(S)電導(dǎo)池常數(shù) K1/A（cm-1）注:不同溫度下, 0.02 mol/l KCl溶液的電導(dǎo)率,可查實驗教材.重蒸餾水PbSO4飽和液溶液電導(dǎo)G（S）溶液電導(dǎo)平均值G（S）

11、KG（S/cm） 注: (S/cm)2.處理因為 × 1000/ C ( S.cm2.mol-1)式中:是難溶鹽飽和液的濃度.由于溶液極稀, 可視為PbSO4的極限摩爾電導(dǎo)率。,所以有× 1000/。 mol/l 其中。查表可得.電極制備及電池電動勢測定一、 實驗?zāi)康?. 銅電極、鋅電極的制備和處理方法。2. 掌握SDCII數(shù)字電位差計的測量原理和測定電池電動勢的方法。3. 加深對原電池、電極電勢等概念的理解。二、 實驗原理電池是由正負兩極組成。電池在放電過程中，正極起還原反應(yīng)，負極起氧化反應(yīng)，電池反應(yīng)是電池中兩個電極反應(yīng)的總和。其電動勢為兩電極的電極電動勢的代數(shù)和,即 （

12、1）。通過測定電池電動勢可求算出某些反應(yīng)的H，S，G等熱力學(xué)函數(shù)；也可求出電解質(zhì)的平均活度系數(shù)，難溶鹽的溶度積和溶液的pH值。但是要求：一、電池本身是可逆的，即要求電池電極反應(yīng)是可逆的，并且不存在不可逆的液體接界電勢。（常用“鹽橋”來消除或減小液體接界電勢）二、通過電極的電流無限小，電極反應(yīng)在接近電化學(xué)平衡條件下進行。（電勢差計是利用對消法原理進行電勢差測量的儀器，就能在電池?zé)o電流通過時測得兩電極的電勢差）目前尚不能從實驗上測定電極電動勢的絕對值，在電化學(xué)中，電極電動勢是以某一電極為標(biāo)準(zhǔn)而求出其他電極的相對值。國際上采用氫電極作標(biāo)準(zhǔn)電極，但氫電極使用比較麻煩，因此常把具有穩(wěn)定電勢的電極，如甘汞

13、電極、銀氯化銀電極等作為第二類參比電極。這些電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極比較而得到的電勢值已精確測出，在物理化學(xué)手冊中可以查到。以CuZn電池為例：電池符號：ZnZnSO4（a1）CuSO4（a2）Cu負極反應(yīng)：Zn Zn2+ + 2e-正極反應(yīng)：Cu2+ + 2e- Cu電池總反應(yīng)：Zn + Cu2+ = Zn2+ + CuCuZn電池的電池電動勢為： （2）可以把實驗測得的E實和E理相比較三、儀器和試劑SDCII數(shù)字電位差測試儀 1臺 、電流表（050mA）1只、標(biāo)準(zhǔn)電池1只、低壓直流電源1臺、滑絲電阻（2000）1只、銅片1塊、飽和甘汞電極1只、銅電極1支、鋅電極1支、電線、電極管2只、電極架1只、

14、鑷子1只、燒杯3只、飽和KCl溶液、硫酸鋅溶液（0.1000mol/L）硫酸銅溶液（0.1000mol/L），飽和硝酸亞汞溶液、稀硫酸（3mol/L）稀硝酸（6mol/L）、鍍銅溶液四、 操作步驟1. 電極制備（1） 鋅電極：先用稀硫酸（約3 mol/l）洗凈鋅電極標(biāo)明的氧化物，再用蒸餾水淋洗，然后浸入飽和硝酸亞汞溶液中35秒，用鑷子夾注一小團清潔的濕棉花輕輕檫拭電極，使鋅電極表面上有一層均勻的汞齊，再用蒸餾水沖洗干凈。（用過的棉花不要隨便亂丟，應(yīng)投入指定的有蓋廣口瓶內(nèi)，以便統(tǒng)一處理。）把處理好的電極插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊，將電極管的虹吸管口浸入盛有0.1000 mol/l ZnSO4溶液的

15、小燒杯內(nèi)，用鎮(zhèn)筒自支管抽氣，將溶液吸入電極管直至浸沒電極略高一點，停止抽氣，旋緊螺旋夾。電極裝好后，虹吸管內(nèi)（包括管口）不能有氣泡，也不能有漏夜現(xiàn)象。（2） 銅電極：先用稀硫酸（約6mol/l）洗凈銅電極標(biāo)明的氧化物，再用蒸餾水淋洗，然后把它做為陰極，另取一塊純銅片做陽極，在鍍銅溶液中進行電鍍。電鍍的條件是：電流密度25mA/cm2，電鍍時間2030分鐘。 電鍍后應(yīng)使銅電極表面有一緊密的鍍層，取出銅電極，用蒸餾水沖洗，插入電極管，按上法吸入濃度為0.1000 mol/l CuSO4溶液。2. 電池電動勢的測量（1） 按規(guī)定接好電勢差計的測量電動勢線路。（SDCII數(shù)字電位差測試儀的原理和應(yīng)用附

16、在本實驗后）（2） 以飽和KCl溶液為鹽橋，分別將上面制備好的電極組成電池，并用SDCII數(shù)字電位差測試儀測量其電動勢。這些電池有：a. ZnZnSO4（0.1000 mol/l）KCl（飽和）Hg2Cl2，Hgb. Hg2Cl2，Hg KCl（飽和）CuSO4（0.1000 mol/l）Cuc. ZnZnSO4（0.1000 mol/l）CuSO4（0.1000 mol/l）Cu五、 數(shù)據(jù)記錄和處理1. 記錄上述三組電池的電動勢測定值。2. 根據(jù)物理化學(xué)數(shù)據(jù)手冊上的飽和甘汞電極電勢數(shù)據(jù)，以及a、b二組電池的電動勢測定值，計算銅電極和鋅電極的電極電勢。3. 已知在25時，0.1000 mol/

17、l CuSO4溶液中銅離子的平均離子活度系數(shù)為0.16，0.1000 mol/l ZnSO4溶液中鋅離子的平均離子活度系數(shù)為0.15，根據(jù)上面所得的銅電極和鋅電極電勢數(shù)據(jù)進行比較。電泳一、 實驗?zāi)康?. 用電泳法測定Fe（OH）3溶膠的電勢。2. 掌握電泳法測定電勢的原理和技術(shù)。二、 實驗原理膠體溶液是一個多相體系，分散相膠粒和分散介質(zhì)帶有數(shù)量相等而符號相反的電荷，因此在界面上建立了雙電層結(jié)構(gòu)。當(dāng)膠體相對靜止時，整個溶液顯中性。但在外電場作用下，膠體中的膠粒和分散介質(zhì)方向相對移動時，就會產(chǎn)生電位差，此電位差稱為電勢。電勢是表征膠體特性的重要物理量之一，在研究膠體性質(zhì)及實際應(yīng)用中有著重要的作用。

18、電勢和膠體的穩(wěn)定性有密切關(guān)系。值越大，表明膠粒電荷越多，膠粒之間的斥力越大，膠體越穩(wěn)定。反之，則不穩(wěn)定。當(dāng)電勢等于零時，膠體的穩(wěn)定性最差，此時可觀察到沉聚現(xiàn)象。因此，無論制備還是破壞膠體，均需要了解所研究膠體的電勢。在外加電場作用下，分散相膠粒對分散介質(zhì)發(fā)生相對移動稱為電泳。膠粒電泳速度除與外加電場的強度有關(guān)外，還與電勢的大小有關(guān)，而電勢不僅與測定條件有關(guān)，還取決于膠體粒子的性質(zhì)。本實驗是在一定的外加電場強度下通過測定Fe（OH）3膠粒的電泳速度然后根據(jù)公式計算出電位。其中t秒時間內(nèi)膠體溶液界面在電場作用下移動距離 兩電極間的距離 U 加于電泳儀測定管兩端電壓分散介質(zhì)的粘度 介電常數(shù)三、儀器與

19、藥品WYJ高壓數(shù)顯穩(wěn)壓電源 、電泳儀、秒表、漏斗、Fe（OH）3溶膠、四、操作步驟a) 裝溶膠 打開兩端的水平活塞，將待測膠體溶液由小漏斗注入電泳儀的U型管中（預(yù)先洗凈、烘干），至兩邊刻度均為78cm，將U型管垂直固定在鐵架臺上，使兩邊液面高度相同b) 形成清晰界面 用滴管緩慢將輔助液靠U型管壁加入電泳儀中，形成清晰的界面，（注意：使兩端界面高度相同）。等兩邊的輔助液液面稍高于兩個水平活塞的上部為止，關(guān)閉活塞，可用小漏斗往U型中加適量輔助液，打開連接U型管兩邊的活塞，使U型管兩邊液面高度相同。然后打開兩端的活塞。c) 測量距離和時間 將WYJ高壓數(shù)顯穩(wěn)壓電源的輸出線按“+”、“-”極與鉑電極相

20、接，輸出線槍式迭插座插入鉑電極槍式迭插座尾。將兩電極分別插入電泳儀的小彎管，（電極需浸沒在輔助液液面下）。打開電源，順時針調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕，待接近150V時，再順時針調(diào)節(jié)細調(diào)旋鈕，直到150V。同時開始計時。正極界面每降低0.5cm，記錄一下時間，共記錄兩次，取平均值。然后將粗調(diào)節(jié)旋鈕逆時針到底，再將細調(diào)節(jié)旋鈕逆時針到底，關(guān)閉電源開關(guān)。將電極取出。倒出U形管中體，按以上操作步驟，換上新的膠體溶液，將外加電壓調(diào)到200V，再記錄數(shù)據(jù)。（電極間距離教師提前測好）d) 實驗結(jié)束，將粗調(diào)節(jié)旋鈕逆時針到底，再將細調(diào)節(jié)旋鈕逆時針到底，關(guān)閉電源開關(guān)。將電極取出。倒出U形管中膠體，洗凈電泳儀，烘干。五、 數(shù)據(jù)記錄

21、和處理 兩電極距離： 電壓U界面移動距離移動相同距離所需時間的平均值溫度×103(v)金屬相圖一、實驗?zāi)康?、學(xué)會用熱分析法測繪PbSn二組分金屬相圖。2、掌握熱分析法的測量技術(shù)。3、熟悉SWKY數(shù)字控溫儀、KWL-08可控電爐的使用。二、實驗原理熱分析法：將體系全部熔化，讓其在一定環(huán)境中自行冷卻，每隔0.5分鐘記錄一次溫度T。測得一系列資料后作T圖，得步冷曲線。若體系均勻冷卻時，體系無相變，則體系T隨的變化是均勻的，冷卻也快(ab段)。若發(fā)生相變，因釋放相變潛熱，體系的冷卻速度減慢，步冷曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(b點)，熔液再冷至某點(c)時，熔液的組成已達最低共熔物組成，則析出最低共熔物。體

22、系T不變，步冷線出現(xiàn)平臺(cd段)，完全凝固后，快速下降(de段)。如作一系列組成不同的體系的步冷曲線，從中找出各轉(zhuǎn)折點，即得二組分體系的相圖(T組成)。 T T T A B1 B2 B3 B a b c d e100Sn t 0 61.9% t Pb Sn%三、儀器與試劑KWL-08可控升降溫電爐、SWKY數(shù)字控溫儀、樣品管、秒表、鉛(AR)、錫(AR)、石墨粉、玻璃套管、鄰苯二甲酸酐(AR)四、操作步驟慭1、將樣品管內(nèi)裝入含Sn 61.9%的固體混合物，然后將樣品管輕輕地放入爐膛中。2、將SWKY數(shù)字控溫儀表與KWL-08可控升降溫電爐進行連接。3、打開SWKY數(shù)字控溫儀電源開關(guān)。顯示初始

23、狀態(tài)，如：020.0 320.0 00其中，實時溫度顯示一般為室溫，320.0為系統(tǒng)初始設(shè)置溫度?！爸脭?shù)”指示燈亮。4、設(shè)置控制溫度為360：按“工作/置數(shù)”鈕，置數(shù)燈亮。依次按“×100”、 “×10”、 “×1”、“×0.1”設(shè)置“設(shè)定溫度”的百、拾、個及小數(shù)位的數(shù)字，每按動一次，顯示數(shù)碼按09依次上翻，按上述操作將“設(shè)定溫度”設(shè)置為360，設(shè)置完畢，再按“工作/置數(shù)”鈕，轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)。工作指示燈亮。注意：置數(shù)工作狀態(tài)時，儀器不對加熱器進行控制。5、將溫度傳感器置于樣品管中，可控升降溫電爐面板控制開關(guān)置于“外控”位置。6、將“冷風(fēng)量調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針

24、轉(zhuǎn)到底（最?。?；“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)到底（最大）7、將電爐面板開關(guān)置于“開”的位置，接通電源，對爐子進行升溫。8、待樣品熔化后，用溫度傳感器外面的玻璃套管小心攪拌樣品，使各處的組成和溫度均勻一致。9、當(dāng)實時溫度到360時，按SWKY數(shù)字控溫儀的“工作/置數(shù)”按鈕，使之處于置數(shù)狀態(tài)，電爐置于內(nèi)控位置。（即SWKY數(shù)字控溫儀不對電爐起作用。）將電爐“加熱量調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋到底位（關(guān)斷電爐的加熱電源），然后調(diào)節(jié)“冷風(fēng)量調(diào)節(jié)”旋鈕，將冷風(fēng)機電壓調(diào)節(jié)到68V，這時一般可降溫達78/分鐘。（爐溫接近室溫時，降溫效果不明顯。）10、準(zhǔn)備就緒后，記下溫度值，然后按下秒表記時，每隔0.5分鐘記錄一個溫

25、度值。*熔點：純Pb 327、純Sn 232、鄰苯二甲酸酐130.8、萘81五、注意事項1、在降溫時，須將KWL-08可控升降溫電爐置于內(nèi)控位置，使電爐不受控溫儀控制，調(diào)節(jié)“冷風(fēng)量調(diào)節(jié)”旋鈕，使降溫速度為所需速度，以便找到曲線的拐點。2、SWKY數(shù)字控溫儀的熱電阻為Pt100，適用的溫度范圍為0450六、數(shù)據(jù)記錄與處理1、樣品測定資料記錄(Sn)61.9測定次數(shù)123456789101112131415161718時間（t）溫度（T）測定次數(shù)19202122232425262728293031323334時間（t）溫度（T）2、步冷曲線圖與相圖PbSn二組分金屬相圖凝固點降低法測摩爾質(zhì)量一、實

26、驗?zāi)康?、用凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量，溶液的冷卻曲線。2、學(xué)習(xí)測定溶液凝固點的方法。3、掌握SWCII數(shù)字貝克曼溫度計的使用方法。二、實驗原理溶液的凝固點低于純?nèi)軇┑哪厅c，對理想溶液和小的溫度變化時，凝固點降低與溶液濃度關(guān)系的公式為：式中：溶劑的凝固點溶液的凝固點凝固點降低值溶液的質(zhì)量摩爾濃度溶劑的摩爾質(zhì)量溶劑的摩爾熔化熱R氣體常數(shù)上式中括弧里各項是與溶劑有關(guān)而與溫度無關(guān)的量，則可將上式寫成：稱為凝固點降低常數(shù)，不同的溶劑具有不同的數(shù)值，水的1.86k·mol-1·kg，苯的5.12k·mol-1·kg。若稱取一定量的溶質(zhì)（克）和溶劑（克）釀成一稀

27、溶液則比溶液的摩爾濃度為：式中MB為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 T T T0 T t t 圖a 圖b若已知溶劑的，則測定此溶液的凝固點降低值，一般純?nèi)軇├鋮s曲線如圖（a）所示，溶液冷卻曲線如圖（b）所示，可按下式計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。通常測凝固點的方法是將已知濃度的溶液逐漸冷卻成過冷溶液。然后促使溶液凝固；當(dāng)固體生成時，放出的凝固熱使體系溫度回升，當(dāng)放熱與散熱達成平衡時，溫度不再變化，此固液兩相達成平衡時的溫度，即為凝固點。本實驗要測純?nèi)軇┑哪厅c之差，并畫出溫度對時間的步冷曲線。一般純?nèi)軇├鋮s曲線如圖（a）所示，溶液冷卻曲線如圖（b）所示。溶液的冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌?，由于溶劑固體增多，剩余溶液越來濃，凝

28、固點越降越低，在此，所析出溶劑固相的量越少越好，否則要影響原溶液的濃度。原溶液濃度是已知的，在冷卻過程中，如稍有過冷現(xiàn)象合乎要求的，但若過冷太厲害，所測凝固點將偏低，影響實驗結(jié)果，因此實驗中要控制好過冷過程（最好為0.20.3）。注意：本實驗是測一稀溶液的凝固點，在冷卻過程中，當(dāng)固體析出后，剩余溶液濃度的變化不明顯，故冷卻曲線與純?nèi)軇┑睦鋮s曲線很相似，則確定凝固點的方法與純?nèi)軇┑囊粯?。本實驗以環(huán)己烷為溶劑測萘的分子量。三、儀器與試劑SWCII數(shù)字貝克曼溫度計、攪拌器、25ml移液管、凝固點管一套（包括2L燒杯1只、套管2只）；萘（分析純）、鹽、冰塊、環(huán)己烷四、實驗步驟1、自來水至冰槽中，約2/

29、3體積，加冰塊至冰浴溫度3.5-4.0攝氏度。2、將SWCII數(shù)字貝克曼溫度計打開，將基溫選擇打向“0”，測量選擇為“溫差”。3、用移液管吸取25ml環(huán)己烷于凝固點管中，安上探頭、攪拌器和塞子（注意：探頭應(yīng)離開管底2cm左右，不應(yīng)與任何物質(zhì)相碰，但也要保證探頭浸到溶液中）。4、將凝固點管插入空氣外套管中，然后入冰浴中，上下移動攪拌器，均勻攪拌，并按下秒表，每隔20秒記下時間和相應(yīng)的溫度。至溫度回升到一定程度不再改變，持續(xù)分鐘，則可停止實驗。此溫度即為環(huán)己烷的凝固點。取出凝固點管用手溫?zé)?，至管中固體全部熔化。重復(fù)上述步驟4，共三次測得T0值不得相差0.01。5、測定溶液的凝固點，取萘閏一片放在光

30、潔的紙上，在電子天平上精確稱量，將此片投入水中，待萘完全溶解后，按測定純?nèi)軇┠厅c的方法測出此溶液的粗測凝固點，然后再進行精測三次，三次測得的T值不得相差0.01。五、數(shù)據(jù)處理1、記錄下列數(shù)據(jù)環(huán)己烷時間（秒）溫度（）第一次第二次第三次溶液時間（秒）溫度（）第一次第二次第三次環(huán)己烷凝固點的平均值溶液凝固點的平均值凝固點降低值溶質(zhì)紙重紙重溶質(zhì)重2、計算萘摩爾質(zhì)量3、計算與理論值的誤差4、任取一套數(shù)據(jù)，分別畫出環(huán)己烷和溶液的冷卻曲線。六、思考題1、什么是物質(zhì)販凝固點？SWCII數(shù)字貝克曼溫度計所指示的溫度是否就是物質(zhì)的真實凝固點？2、本實驗溶質(zhì)的量太多或太少對實驗有何影響？3、為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？

31、沒有過冷太厲害對實驗有何影響？偶極矩的測定一、 實驗?zāi)康?. 用溶液法測定三氯甲烷的偶極矩。2. 了解介電常數(shù)法測定偶極矩的原理。3. 掌握測定液體介電常數(shù)的實驗技術(shù)。二、 基本原理1. 實驗原理=原子+電子+取向 （1）原子很小，可忽略。且高頻電場下，0，測得=變形=電子，所以低頻-高頻 由克勞修斯莫索第得拜方程，分子極化率和電介質(zhì)的介電常數(shù)和密度之間的關(guān)系為，式中M為摩爾質(zhì)量，為密度。該式是假定分子與分子間無相互作用而推導(dǎo)出的，只適用于溫度不太低的氣相體系，對密度高的液體不適用，于是提出了溶液法，即把欲測偶極矩的分子溶于非極性溶劑中進行。但在溶液中測定總要受溶質(zhì)分子間，溶劑與溶質(zhì)分子間以及

32、溶劑分子間相互作用的影響，若以測定不同濃度溶液中溶質(zhì)的摩爾極化度并外推至無限稀釋，這時溶質(zhì)所處的狀態(tài)就和氣相時相近，可消除溶質(zhì)分子間的相互作用。因為極化度具有加和性，根據(jù)混合定律可得：，于是在無限稀釋時，溶質(zhì)的摩爾極化度2為： （2）稀溶液中，以下式子成立： （3） （4） （8）把（3）（4）帶入（2）式，然后求x20的極限，即得 （5）根據(jù)光的電磁理論，在同一頻率的高頻電場作用下，透明物質(zhì)的介電常數(shù)= n2 常用摩爾折射度R2來表示高頻區(qū)測得的極化度(電子)。則R2= （6）同樣測定不同濃度溶液的摩爾折射度R，外推至無限稀釋，就可求出該溶質(zhì)的摩爾度公式。 （7）式中n1為溶劑摩爾折射率，為

33、常數(shù)，可由（8）式得到：綜上所述，把（4）（8）式帶入（7）式，得，再把、帶入下式轉(zhuǎn)向= （9） 得到 （D） （10）2. 介電常數(shù)測定原理本實驗采用頻率法測定介電常數(shù)，它由LC振蕩器、外接電容器、頻率計組成。當(dāng)電路其他參數(shù)固定時，振蕩頻率就只是電容的函數(shù)，可寫成：，K是電路參數(shù)，不過，由頻率計算出的電容C，除了傳感器的電容外，還有電路間的電容C分。溶液的介電常數(shù)，即為電容器極板間充滿溶液和空氣時，二者的電容之比。在空氣中：將開關(guān)扳到紅色開關(guān)，有 （11）將開關(guān)扳向黑色開關(guān)，有 （12）當(dāng)介質(zhì)為待測液體時，將開關(guān)扳到紅色開關(guān)，有：（13）將開關(guān)扳到黑色開關(guān)，有 （14） （12）-（11）/

34、（14）-（13）消去C0、C分和電路參數(shù)K，得出 （15）所以只有分別測出空氣和液體為介質(zhì)時的，即可由（15）式算出三、 儀器與試劑 阿貝折射儀1臺、干燥器1個、恒溫槽1臺、電吹風(fēng)1個、比重計1個、容量瓶（50ml）4個、苯（經(jīng)干燥處理）、三氯甲烷（經(jīng)干燥處理）四、 實驗步驟1.配制溶液 教師已配好。因樣品容易揮發(fā)，濃度容易改變，所以通過下面折射率的測定來重新標(biāo)定濃度。2.折射率的測定 在25條件下用阿貝折射儀測定純苯及配制的四個樣品的折射率。3.密度測定 取一干凈干燥的比重計先稱空瓶質(zhì)量，然后稱量水，純苯及配制的四個樣品。然后帶入下式計算他們的密度。 4.介電常數(shù)的測定 接好線路，把恒溫槽

35、的溫度調(diào)到25，使循環(huán)水通過介電常數(shù)池，先分別測出以空氣為介質(zhì)時與電容器C1、C2時（紅開關(guān)和黑開關(guān)）所對應(yīng)的頻率各三個數(shù)據(jù)，取平均值。然后將已恒溫的樣品0迅速倒入介電常數(shù)池，分別測出以樣品與電容器C1、C2時（紅開關(guān)和黑開關(guān)）所對應(yīng)的頻率各三個數(shù)據(jù)，取平均值。按照以上方法測定其他樣品數(shù)據(jù)，換樣品時，不但要倒干凈樣品，還要用電吹風(fēng)的冷風(fēng)檔吹干電容的空隙。五、數(shù)據(jù)記錄和處理溫度： 壓強： 1 表一：樣品號0（純苯）1234CHCl3摩爾分?jǐn)?shù)M空瓶M 空瓶+水M空瓶+樣品密度折射率n表二：樣品號f01f02f1f2012341. 作12x2圖，由直線斜率求。2. 作圖，由直線斜率求。3. 作圖，由

36、直線斜率求。4. 用（5）式算出。5. 用（7）式算出。6. 將、代入（10）式算出。 溶解熱的測定一、實驗?zāi)康?. 了解電熱補償測定熱效應(yīng)的基本原理。2. 通過電熱補償法測定硝酸鉀在水中的積分溶解熱，并用作圖法求出硝酸鉀在水中的微分沖淡熱，積分沖淡熱和微分溶解熱。3. 掌握溶解熱測定裝置的使用。二、實驗原理溶解熱：物質(zhì)溶解于溶劑過程的熱效應(yīng)。它有積分溶解熱和微分溶解熱兩種。積分溶解熱（Qs）：在一定T、P下，當(dāng)一定量的溶質(zhì)溶解于一定量的溶劑時，溶液的濃度從零（純?nèi)軇┳兊侥骋粩?shù)值所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，它等于溶解過程中總的熱量變化。微分溶解熱：在一定T、P下，在指定濃度的溶液中加入微量溶質(zhì)所產(chǎn)生的熱

37、效應(yīng)。由于在溶解過程中溶液濃度可實際上視為不變，因此也稱為定濃溶解熱，以表示。積分稀釋熱（Qd）：在一定T、P下，將一定量的溶劑加到一定量的溶液中使之稀釋所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。微分稀釋熱：在一定T、P下，在指定濃度的溶液中加入微量溶劑時所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，用。其中積分溶解熱由實驗直接測定，其他三種熱效應(yīng)可通過Qsn0曲線求得：設(shè)純?nèi)軇?、純?nèi)苜|(zhì)的摩爾焓分別為和，溶液中溶劑和溶質(zhì)的偏摩爾焓分別為和，對于n1摩爾溶劑和n2摩爾溶質(zhì)所組成的體系而言，在溶劑和溶質(zhì)未混合前：H= n1+ n2，當(dāng)混成溶液后： n1 + n2 ，所以溶解熱為： n1（）+ n2（）= n1式中 為在指定濃度溶液中溶質(zhì)與純?nèi)苜|(zhì)摩爾焓的

38、差。即為微分溶解熱。而為該濃度溶液的微分稀釋熱。根據(jù)積分溶解熱的定義：Qs=，所以在Qsn0曲線上，不同Qs點的切線斜率為對應(yīng)濃度溶液的微分稀釋熱，該切線在縱坐標(biāo)上的截矩為微分溶解熱，不同兩Qs點的積分溶解熱之差即為積分稀釋熱。本實驗測硝酸鉀溶解在水中的溶解熱，是一個溶解過程中溫度隨反應(yīng)進行而降低的吸熱反應(yīng)，故采用電熱補償法測定。先測定體系的起始溫度T，當(dāng)反應(yīng)進行后溫度不斷降低時，由電加熱法使體系恢復(fù)起始溫度，根據(jù)所消耗的電能求出其熱效應(yīng)Q。Q=Ivt （J）三、儀器和試劑溶解熱測定裝置一套，秒表1只，稱量瓶8只（20×40mm），一只（35×70mm）硝酸鉀A.R 約26

39、g 四、實驗步驟1. 在臺天平上稱取216.2g蒸餾水于量熱器中，在天平上稱取2.5g、1.5g、2.5g、3.0g、3.5g、4.0g、4.0g和4.5g硝酸鉀并放入干燥器中。2. 將量熱器上的加熱器插頭與WLS2輸出相接，將傳感器與SWCIID接好并插入量熱器中。將WLS2粗調(diào)、細調(diào)旋鈕逆時針旋到底，打開WLS2電源，此時，加熱器開始工作，調(diào)節(jié)WLS2電流，使電流和電壓的乘積P=IV為2.5W左右（初始值）3. 打開SWCIID電源和攪拌器電源，待量熱器中溫度加熱至高于環(huán)境溫度0.5左右時，按采零鍵并鎖定，同時將量熱器加料口打開，加入編號1樣品，并開始計時，此時溫度開始變?yōu)樨摐夭睢?. 當(dāng)

40、溫度值顯示為零時，加入第二份樣品并記下此時加熱時間t1，此時溫差開始變負，再加入第三份樣品，并記下加熱時間t2，以下依次反復(fù)，直至所有樣品加完測定完畢。5. 算出溶解熱Q=Ivt （t為加熱時間）五、數(shù)據(jù)記錄與處理 tmKNO3Qsn01. 計算n水，計算每次加入硝酸鉀后的累計質(zhì)量mKNO3和通電累計時間t。2. 計算每次溶解過程的熱效應(yīng)。Q=Ivt3. 將算出的Q值進行換算，求出當(dāng)把1mol硝酸鉀容于n0摩爾水中的積分溶解熱Qs，Qs= 4.將以上數(shù)據(jù)列表作Qsn0圖，從圖中求出n0=80、100、200、400處的積分溶解熱和微分稀釋熱。以及n0從80100、100200、200300、3

41、00400的積分稀釋熱。雙液系相圖一、實驗?zāi)康?1、 繪制乙醇-環(huán)己烷雙液系的沸點-組成圖，確定其恒沸溫度。2、 理解分餾原理3、 掌握阿貝折射儀的原理及使用方法。二、實驗原理雙液系： 兩種液態(tài)物質(zhì)混合而成的二組分體系; 完全互溶雙液系：在常溫下,兩種液態(tài)物質(zhì)以任意比例相互溶解所組成的體系；沸點：液體的蒸氣壓與外界壓力相等時的溫度。定壓下，純液體的沸點有其確定值，但雙液系的沸點不僅與外界壓力有關(guān)，而且還與兩種液體的相對含量有關(guān)。定壓下，溶液沸點與組成關(guān)系的圖稱之為沸點-組成圖，即為相圖。完全互溶雙液系在定壓下的沸點-組成圖可分為三類：1、 理想的雙液系，其溶液沸點介于兩純物質(zhì)沸點之間圖一，如苯

42、-甲醇體系；2、 對拉烏爾定律發(fā)生正偏差的溶液，其溶液有最低恒沸點圖二，如乙醇-水，乙醇-環(huán)己烷體系；3、 拉烏爾定律發(fā)生負偏差的溶液，其溶液有最高恒沸點圖三，如丙酮-氯仿，硝酸-水體系。氣相 液相 M 氣相 氣相 tB tA tA T tA T tB T tB 液相 M 液相 A組成 B A 組成 B A 組成 B 圖一 圖二 圖三對2、3兩類溶液在最高或最低沸點時的氣液兩相組成相同，加熱蒸發(fā)的結(jié)果只使氣相總量增加，氣液相組成及溶液沸點保持不變，這時的溫度叫恒沸點，相應(yīng)的組成叫恒沸組成。理論上，第1類混合物可用一般精餾法分離出兩種純物質(zhì)，第2、3類混合物只能分離出一種純物質(zhì)和一種恒沸混合物，

43、如要獲得兩純組分，需采用其它方法。本實驗利用回流及分析的方法，取不同組成的溶液在沸點儀中回流，測定沸點及氣液兩相的組成，沸點數(shù)據(jù)可直接讀出來，氣液兩相組成可通過測其折射率，然后由組成-折射率曲線中最后確定，最后繪制雙液系的相圖。 三、儀器與試劑阿貝折射儀、超級恒溫槽、沸點儀，調(diào)壓變壓器，數(shù)字溫度計，5、10ml刻度移液管各2支，滴管若干環(huán)己烷，乙醇，丙酮，重蒸餾水四、實驗步驟 1、工作曲線的測定 把超級恒溫槽調(diào)至25（或30，或35），用橡皮管連接恒溫槽與阿貝折射儀，使恒溫水流經(jīng)折射儀。準(zhǔn)確配制下列溶液,測定純乙醇、純環(huán)己烷和下列溶液的折射率，用較大的坐標(biāo)紙繪制三條不同溫度下的折射率-組成工作

44、曲線（教師已做好）。乙醇/ml 1234環(huán)己烷/ml43212、安裝沸點儀將干燥的沸點儀安裝好。檢查帶有傳感器的軟木塞是否塞緊。電熱絲要靠近燒瓶底部的中心，但不與傳感器相接觸。3、溶液沸點及氣、液相組成的測定 （1） 沸點儀洗凈、烘干，借助玻璃漏斗由支管加入30ml1號樣品，注意電熱絲應(yīng)完全浸沒于溶液中。接好線路，打開回流冷卻水，通電并調(diào)節(jié)“加熱電源調(diào)節(jié)”旋鈕,使液體加熱至沸騰，待溫度計的讀數(shù)穩(wěn)定后應(yīng)再維持3-5min，使體系達到平衡。記下沸騰溫度，然后將“加熱電源調(diào)節(jié)”調(diào)至零處，停止加熱。充分冷卻后，用滴管從沸點儀上的小槽及加液口取樣，用阿貝折射儀分別測定氣相冷凝液和液相的折射率。按上述操作步驟分別測定2號，3號，4號，5號，6號直到12號樣品時各液體的沸點及氣相冷凝液和液相的折射率。（2） 關(guān)閉儀器和冷凝水,將溶液倒入回收瓶.五、數(shù)據(jù)記錄和處理1、 利用內(nèi)插法，在