實(shí)驗(yàn)一恒溫槽的裝備與性能和液體粘度測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)一恒溫槽的裝備與性能和液體粘度測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?恒溫槽在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要性：物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，如粘度、密度、蒸氣壓、表面張力、折光率、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、透光率等都隨溫度而改變，要測(cè)定這些性質(zhì)必須在恒溫條件下進(jìn)行。一些物理化學(xué)常數(shù)如平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)等也與溫度有關(guān)，這些常數(shù)的測(cè)定也需要恒溫。因此，學(xué)會(huì)恒溫槽的使用對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常必要的。此外掌握測(cè)試液體的粘度與密度。 二、實(shí)驗(yàn)原理粘度的測(cè)定：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)定高聚物分子的特性粘度時(shí)，以毛細(xì)管流出法的粘度計(jì)最為方便。若液體在毛細(xì)管粘度計(jì)中，因重力作用流出時(shí)，

2、可通過(guò)泊肅葉(Poiseuille)公式計(jì)算粘度： 式中，為液體的粘度; 為液體的密度; L為毛細(xì)管的長(zhǎng)度; r為毛細(xì)管的半徑; t為流出的時(shí)間; h為流過(guò)毛細(xì)管液體的平均液柱高度; V為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積; m為毛細(xì)管末端校正的參數(shù)(一般在r/L<<1時(shí)，可以取m = 1)。對(duì)于某一只指定的粘度計(jì)而言，上式可以寫(xiě)成下式： 式中，B < 1，當(dāng)流出的時(shí)間t在2min左右(大于100s)，該項(xiàng)(亦稱動(dòng)能校正項(xiàng))可以忽略。又因通常測(cè)定是在稀溶液中進(jìn)行(C<1×10-2g·cm-3)，所以溶液的密度和溶劑的密度近似相等，因此可將r寫(xiě)成: 密度的測(cè)定： 單

3、位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量,稱為物質(zhì)的密度,當(dāng)用不同單位來(lái)表示密度時(shí),可以有不同的數(shù)值,若用 g·cm3為單位密度在數(shù)值上等于4oC水相比所得的比重。密度與比重的概念雖不同,但在上述條件下,兩者卻建立數(shù)值上相等的關(guān)系利用比重瓶去進(jìn)行液體密度的測(cè)定。由公式 = (g3g1)/(g2g1)計(jì)算其中待測(cè)液體的密度指定溫度時(shí)水的密度g1比重瓶的重量g2比重瓶的重量與裝入水的重量之和g3比重瓶的重量與裝入乙醇的重量之和三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：裝配控溫裝置并控溫在指定溫度，測(cè)定待測(cè)液體粘度、密度。實(shí)驗(yàn)要求：1.使用粘度計(jì)時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行指導(dǎo)教師的操作，輕拿輕放，防止破損。2.測(cè)定粘度時(shí)，粘度計(jì)應(yīng)保持

4、垂直。3.測(cè)定密度時(shí)，注意液體的揮發(fā)。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料恒溫水槽、奧式粘度計(jì)、比重瓶、秒表、甘油水溶液、去離子水。超級(jí)恒溫槽使用步驟： 工作室水箱應(yīng)注入適量的潔凈自來(lái)水，加熱管至少應(yīng)低于水面1cm ，把攪拌磁子放入水箱中央，將控溫旋鈕調(diào)到最低，接通電源，把“設(shè)定/測(cè)量”開(kāi)關(guān)置于“設(shè)定”端觀察顯示屏，調(diào)節(jié)控溫旋鈕，調(diào)至所需的設(shè)定溫度，然后回到“測(cè)量”。當(dāng)設(shè)定值高于所測(cè)定溫度時(shí)，加熱開(kāi)始工作。顯示屏顯示為探頭所測(cè)的實(shí)際溫度。當(dāng)加熱到所需的溫度時(shí)，加熱會(huì)自動(dòng)停止，低于設(shè)定的溫度時(shí)，新的一輪加熱又會(huì)開(kāi)始，為了保證水溫均勻性，應(yīng)打開(kāi)攪拌開(kāi)關(guān)，慢慢調(diào)節(jié)調(diào)速旋鈕。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 粘

5、度的測(cè)定（1）調(diào)節(jié)恒溫槽，使其溫度為25左右，波動(dòng)范圍不超過(guò)0.5。（2）將粘度計(jì)和比重瓶分別用水沖洗、烘干。（3）用移液管吸取10mL乙醇,放入粘度計(jì)內(nèi),將粘度計(jì)垂直放入水浴鍋內(nèi),恒溫20分鐘,用橡皮管連接粘度計(jì), 用吸耳球吸起液體, 使其超過(guò)上刻線,然后放開(kāi)吸耳球,用秒表記錄液面從上刻度到下刻度所用的時(shí)間.重復(fù)三次,取平均值。（4）再把粘度計(jì)里的乙醇到出,用水沖洗兩次, 用同樣方法測(cè)量去離子水粘度。 2.密度的測(cè)量（1）將烘干的比重瓶放在分析天平上稱重g1，用移液管將乙醇加入到比重瓶?jī)?nèi),塞上瓶塞,小心地放入水浴鍋內(nèi)。（2）20分鐘后,用濾紙將超過(guò)刻度的液體吸去,將液面控制在刻度線上, 再將

6、比重瓶從水浴鍋中取出, 用濾紙將比重瓶擦干, 注意這時(shí)不要因手的溫度高而使瓶中液體溢出,再稱重g2。（3）倒出乙醇, 用水沖洗2次，再用同樣方法稱出比重瓶與裝入水的總重量g3。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。七、思考題1.測(cè)定粘度和密度的方法都有哪些？2.在分析天平上稱量比重瓶時(shí),瓶?jī)?nèi)的液體有可能在刻線以下,是否需要加滿？為什么?3.使用比重瓶應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 4.如何使用比重瓶測(cè)量粒狀固體物的密度？實(shí)驗(yàn)二 燃燒熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

7、學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握有關(guān)熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)和技術(shù)； 2. 掌握氧彈的構(gòu)造及使用方法； 3. 用氧彈式量熱計(jì)測(cè)定萘的燃燒焓。二、實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)際測(cè)量中，燃燒反應(yīng)常在恒容條件下進(jìn)行，這樣直接測(cè)得的是反應(yīng)的恒容熱效應(yīng)QV（即燃燒反應(yīng)的摩爾燃燒內(nèi)能變CUm）。若反應(yīng)系統(tǒng)中的氣體物質(zhì)均可視為理想氣體，根據(jù)熱力學(xué)推導(dǎo)，CHm和CUm的關(guān)系為: 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得QV值，根據(jù)上式就可計(jì)算出Qp，即燃燒焓的值。在盛有定量水的容器中，放入內(nèi)裝有W克樣品和氧氣的密閉氧彈，然后使樣品完全燃燒，放出的熱量傳給水及系統(tǒng)，引起溫度上升。設(shè)系統(tǒng)（包括內(nèi)水桶，氧彈、測(cè)溫器件，攪拌器和水）的熱容為C（量熱計(jì)每升高1K

8、所需的熱量），而燃燒前、后的溫度為T(mén)1、T2，則此樣品的摩爾燃燒內(nèi)能變?yōu)?   儀器熱容的求法是用已知燃燒焓的物質(zhì)(如本實(shí)驗(yàn)用苯甲酸)，放在量熱計(jì)中燃燒，測(cè)其始、末溫度，按上式即可求出C。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求內(nèi)容：水當(dāng)量的測(cè)定，萘燃燒熱的測(cè)定。要求：1.仔細(xì)閱讀“氧氣使用操作規(guī)程”；2.熟悉氧彈量熱計(jì)的構(gòu)造、工作原理及測(cè)量方法。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料儀器：氧彈計(jì)、壓片器、分析天平、萬(wàn)用電表、點(diǎn)火絲、剪刀、直尺、扳手、氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥。 化學(xué)試劑：苯甲酸、萘。 圖1. 絕熱式氧彈量熱計(jì)1.內(nèi)筒攪拌器;2.精密電子溫差測(cè)量?jī)x;3.氧彈;4.外筒攪拌筒; 5.外筒攪拌電機(jī);

9、6.外筒放水龍頭;7.外筒攪拌器;8.外筒加熱極板; 9.外殼;10.外筒;11.水帽;12.內(nèi)筒貝克曼溫度計(jì);13.內(nèi)筒；A.外筒熱敏電阻; B.內(nèi)筒熱敏電阻。圖2. 氧彈的構(gòu)造1.厚壁圓筒; 2、5.電極; 3.螺帽; 4.進(jìn)氣孔; 6.排氣孔; 7. 彈蓋8. 火焰遮板; 9.燃燒皿五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 水當(dāng)量的測(cè)定（1）用臺(tái)稱稱取約0.8克苯甲酸,將已稱取質(zhì)量的鐵絲與樣品壓片, 再用分析天平準(zhǔn)確稱量。（2）將鐵絲兩端牢牢綁在兩個(gè)電極上, 用萬(wàn)用表測(cè)量其導(dǎo)電情況。（3）輕輕蓋好彈蓋,旋緊。在教師指導(dǎo)下充入2.0MPa氧氣約2分鐘。（4）插好氧彈上的點(diǎn)火電源線,將其輕輕放入氧彈

10、計(jì)內(nèi)筒,筒內(nèi)倒進(jìn)3000毫升（用容量瓶量?。┦覝刈詠?lái)水,再裝好攪拌器和傳送帶,蓋上氧彈計(jì)蓋。（5）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān),每隔半分鐘振動(dòng)器會(huì)鳴叫一次,響畢立即讀出溫度讀數(shù)。等溫度變化漸有規(guī)律,繼續(xù)記錄12個(gè)數(shù)據(jù)。撥動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，此時(shí)點(diǎn)火指示燈會(huì)亮，表示電流通過(guò)點(diǎn)火絲，隨即又熄滅,表示鐵絲燒斷。點(diǎn)火成功后,溫度迅速上升,仍半分鐘記錄一次。當(dāng)溫度變化極微且有規(guī)律時(shí),繼續(xù)記錄12個(gè)數(shù)據(jù)。關(guān)閉電源,取下氧彈,松開(kāi)排氣閥排去廢氣,旋開(kāi)彈蓋,放在彈架上,檢查燃燒結(jié)果,如果沒(méi)有留下什么殘?jiān)?表示燃燒完全,否則實(shí)驗(yàn)失敗。測(cè)量未燃燒完的點(diǎn)火絲的重量。2. 萘燃燒熱的測(cè)定用準(zhǔn)確稱取0.8克萘于燃燒杯中, 其余方法與前述相同。

11、 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙) 。七、思考題1.如何消除測(cè)量過(guò)程體系與環(huán)境熱交換的影響？2.稱量鐵絲重量的原因是什么？3.怎樣判斷點(diǎn)火成功？點(diǎn)火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響？實(shí)驗(yàn)三 凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆漳厅c(diǎn)降低法測(cè)分子量的原理，用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量。二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)稀溶液凝固析出純固體溶劑時(shí)，則溶液的凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，其降低值與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即： 式中，為

12、純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)；為溶液的凝固點(diǎn)；為溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度；為溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。 若稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度為： 式中，為溶質(zhì)的分子量。將該式代入上式，整理得: 若已知某溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)值，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定此溶液的凝固點(diǎn)降低值T，即 可計(jì)算溶質(zhì)的分子量。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)一定量純?nèi)軇┑牟嚼淝€；測(cè)稀溶液（一定量溶質(zhì)）的步冷曲線。實(shí)驗(yàn)要求：1. 冷浴溫度控制在3左右，太低、太高對(duì)實(shí)驗(yàn)都會(huì)有影響。2. 控制適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣?，攪拌器?yīng)避免碰撞測(cè)溫探頭，否則會(huì)引起溫差讀數(shù)的異常波動(dòng)；若已結(jié)晶而無(wú)平

13、臺(tái)，往往是前次實(shí)驗(yàn)后內(nèi)管清洗得不干凈所致。所以，學(xué)生實(shí)驗(yàn)后一定要仔細(xì)刷干凈所用內(nèi)管。3. 溶質(zhì)萘的量可取0.150.2g。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料SWC-LG冰點(diǎn)儀、移液管（25ml）、環(huán)己烷（A.R.）、萘（A.R.）。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 用移液管向清潔、干燥的凝固點(diǎn)管內(nèi)加入20mL純環(huán)己烷，并記下水的溫度，插入熱電偶，且拉動(dòng)攪拌聽(tīng)不到碰壁與摩擦聲。 2. 將盛環(huán)己烷的凝固點(diǎn)管直接插入冰水水浴中，上下移動(dòng)攪棒(勿拉過(guò)液面，約每秒鐘一次)。使環(huán)己烷的溫度逐漸降低，當(dāng)過(guò)冷到6以后，要快速攪拌(以攪棒下端擦管底)，幅度要盡可能的小，待溫度回升后，恢復(fù)原來(lái)的攪拌，直到溫度回升穩(wěn)定為止

14、，此溫度即為環(huán)己烷的近似凝固點(diǎn)。 3. 取出凝固點(diǎn)管，用手捂住管壁片刻，同時(shí)不斷攪拌，使管中固體全部熔化，將凝固點(diǎn)管放在空氣套管中，緩慢攪拌，使溫度逐漸降低，當(dāng)溫度降至近似凝固點(diǎn)時(shí)，自支管加入少量晶種，并快速攪拌(在液體上部)，待溫度回升后，再改為緩慢攪拌。直到溫度回升到穩(wěn)定為止，每隔半分鐘記錄一次溫度值，重復(fù)測(cè)定三次，每次之差不超過(guò)0.006，三次穩(wěn)定溫度平均值作為環(huán)己烷的凝固點(diǎn)。  4. 溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定 取出凝固點(diǎn)管，如前將管中冰溶化，用分析天平精確稱重萘(約0.2g)，自凝固點(diǎn)管的支管加入樣品，待全部溶解后，測(cè)定溶液的凝固點(diǎn)。測(cè)定方法與環(huán)己烷的相同，先測(cè)近似的凝固點(diǎn)，再精確測(cè)

15、定，但溶液凝固點(diǎn)是取回升后所達(dá)到的最高溫度。重復(fù)三次，取平均值。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、思考題1.為什麼要使用空氣夾套？過(guò)冷太甚有何弊??？2.什么叫凝固點(diǎn)？凝固點(diǎn)降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？3.為什么會(huì)產(chǎn)生過(guò)冷現(xiàn)象？4.測(cè)定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時(shí)，精密度要求是否相同？為什么？實(shí)驗(yàn)四 液體飽和蒸氣壓測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)： 4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)不同溫度下液體的飽和蒸氣壓、平均摩爾氣化熱。二、實(shí)驗(yàn)原理在

16、通常溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí))，純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱為蒸氣壓。蒸發(fā)一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示:                                 

17、   式中，R為摩爾氣體常數(shù); T為熱力學(xué)溫度; vapHm為在溫度T時(shí)純液體的摩爾氣化熱。 假定vapHm與溫度無(wú)關(guān)，或因溫度范圍較小，vapHm可以近似作為常數(shù)，積分上式，得: 其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以lnp對(duì)1/T作圖，應(yīng)為一直線，直線的斜率為-vapHm/R，由斜率可求算液體的vapHm。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1.利用動(dòng)態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系。2.使用克-克方程計(jì)算液體的汽化熱。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料蒸氣壓力測(cè)定儀、旋片式真空泵、精密溫度計(jì)、恒溫水浴一套、乙醇五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1.準(zhǔn)備工作。接通冷卻水。認(rèn)識(shí)系統(tǒng)中各部分的作用。開(kāi)啟進(jìn)

18、氣旋塞(兩通）使系統(tǒng)與大氣相通。讀取大氣壓力。以后每半小時(shí)讀一次。2.打開(kāi)恒溫水浴的電源，調(diào)節(jié)溫度控制，使水浴升溫至約35。3.系統(tǒng)檢漏。開(kāi)啟真空泵，運(yùn)轉(zhuǎn)2分鐘后開(kāi)啟抽氣旋塞（即調(diào)三通閥使得三向皆通），關(guān)閉進(jìn)氣旋塞，使系統(tǒng)減壓至汞柱差約為500毫米。旋轉(zhuǎn)三通使之不與真空泵相通。系統(tǒng)若在5分鐘之內(nèi)壓差不變，則說(shuō)明系統(tǒng)不漏氣。4.水浴溫度升至40后，等待2分鐘后精確讀取水浴溫度。緩慢旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣旋塞，使平衡管中二液面等高，讀取壓差。5.分別測(cè)定40、45、50、55、60、65時(shí)液體的飽和蒸汽壓。6.實(shí)驗(yàn)完畢，斷開(kāi)電源、水源。 圖3.純液體飽和蒸氣壓測(cè)定裝置圖1.恒溫水浴；2.溫度計(jì)；3.攪拌；4.平

19、衡管；5.冷凝管；6.壓力計(jì)；7.緩沖瓶；8.進(jìn)氣活塞；9.三通活塞；10.安全瓶六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、思考題1.空氣倒灌使測(cè)量的蒸氣壓值偏大還是偏??？2.摩爾氣化熱與溫度有無(wú)關(guān)系？3.正常沸點(diǎn)和沸騰溫度有什么不同？實(shí)驗(yàn)五 雙液系的平衡相圖實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.用沸點(diǎn)儀測(cè)定在常壓下環(huán)己烷-乙醇的氣液平衡相圖。2.了解沸點(diǎn)的測(cè)定方法。3.掌握阿爾貝折射儀的測(cè)量原理及使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理液體的沸點(diǎn)是

20、指液體的蒸氣壓與外界大氣壓相等時(shí)的溫度。在一定的外壓下，純液體有確定的沸點(diǎn)。而雙液體系的沸點(diǎn)不僅與外壓有關(guān)，還與雙液體系的組成有關(guān)。圖1是一種最簡(jiǎn)單的完全互溶雙液系的TX圖。圖中縱軸是溫度(沸點(diǎn))T，橫軸是液體B的摩爾分?jǐn)?shù)XB(或質(zhì)量百分組成)，上面一條是氣相線，下面一條是液相線，對(duì)應(yīng)于同一沸點(diǎn)溫度的二曲線上的兩個(gè)點(diǎn)，就是互相成平衡的氣相點(diǎn)和液相點(diǎn)，其相應(yīng)的組成可從橫軸上獲得。因此如果在恒壓下將溶液蒸餾，測(cè)定氣相餾出液和液相蒸餾液的組成就能繪出TX圖。 如果液體與拉烏爾定律的偏差不大，在TX圖上溶液的沸點(diǎn)介于A、B二純液體的沸點(diǎn)之間(見(jiàn)圖2)，實(shí)際溶液由于A、B二組分的相互影響，常與拉烏爾定律

21、有較大偏差，在TX圖上會(huì)有最高或最低點(diǎn)出現(xiàn)，如圖2所示，這些點(diǎn)稱為恒沸點(diǎn)，其相應(yīng)的溶液稱為恒沸點(diǎn)混合物。恒沸點(diǎn)混合物蒸餾時(shí)，所得的氣相與液相組成相同，靠蒸餾無(wú)法改變其組成。如HCl與水的體系具有最高恒沸點(diǎn)，苯與乙醇的體系則具有最低恒沸點(diǎn)。 圖1.完全互溶雙液系的相圖 圖2.完全互溶雙液系的另一種類(lèi)型相圖 本實(shí)驗(yàn)是用回流冷凝法測(cè)定環(huán)已烷乙醇體系的沸點(diǎn)組成圖。其方法是用阿貝折射儀測(cè)定不同組成的體系在沸點(diǎn)溫度時(shí)氣、液相的折射率，再?gòu)恼凵渎式M成工作曲線上查得相應(yīng)的組成，然后繪制沸點(diǎn)組成圖。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)量混合液氣液平衡時(shí)氣相與液相折射率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線找出對(duì)應(yīng)的氣相組成與液相組

22、成。實(shí)驗(yàn)要求：1.安裝蒸餾瓶時(shí)不要夾太緊，瓶口易碎。2.加熱樣品時(shí)圓底燒瓶中加入少許沸石，防止爆沸。溫度計(jì)水銀球一半浸入液體中，一半暴露于氣相中。開(kāi)始加熱時(shí)可選用較大電壓（150200V），當(dāng)觀測(cè)到樣品沸騰時(shí),電壓調(diào)小一點(diǎn)，使得冷凝管中回流液相不超過(guò)1.5厘米。3.更換液體時(shí)關(guān)掉電源，測(cè)定后的樣品應(yīng)倒回原來(lái)的瓶中。4.按照操作要求使用阿貝折射儀，防止損壞；所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要在同一臺(tái)折射儀上測(cè)定。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料蒸餾瓶、調(diào)壓變壓器、滴管（12支）、1/10溫度計(jì)、阿貝折射儀及恒溫槽（公用）、乙醇-環(huán)己烷標(biāo)準(zhǔn)溶液、乙醇（A.R.）、環(huán)己烷（A.R.）、不同組成的乙醇-環(huán)己烷混合液。阿貝折光儀

23、的使用：1.將棱鏡打開(kāi)，用擦鏡紙將鏡面拭潔后，在鏡面上滴少量待測(cè)液體，并使其鋪滿整個(gè)鏡面，關(guān)上棱鏡。2.調(diào)節(jié)反射鏡使入射光線達(dá)到最強(qiáng)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡使目鏡出現(xiàn)半明半暗，分界線位于十字線的交叉點(diǎn)，這時(shí)從液晶屏上讀出液體的折射率。3.如出現(xiàn)彩色光帶，調(diào)節(jié)消色補(bǔ)償器，使彩色光帶消失，陰暗界面清晰。4.測(cè)完之后，打開(kāi)棱鏡并用丙酮洗凈鏡面，也可用吸耳球吹干鏡面，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，除必須使鏡面清潔外，尚需夾上兩層擦鏡紙才能扭緊兩棱鏡的閉合螺絲，以防鏡面受損。阿貝折光儀的標(biāo)尺零點(diǎn)的校正：阿貝折光儀在使用前，必須先經(jīng)標(biāo)尺零點(diǎn)的校正，可用已知折射率的標(biāo)準(zhǔn)液體（如純水的1.3325），亦可用每臺(tái)折光儀中附有已知折射率的“

24、玻塊”來(lái)校正?？捎胊-溴萘將“玻塊”光的一面粘附在折射棱鏡上，不要合上棱鏡，打開(kāi)棱鏡背后小窗使光線由此射入，用上述方法進(jìn)行測(cè)定，如果測(cè)得值和此“玻塊”的折射率有區(qū)別，旋動(dòng)鏡筒上的校正螺絲進(jìn)行調(diào)整。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 安裝好蒸餾瓶，調(diào)壓變壓器，電熱套。2. 加入適量乙醇，使得溫度計(jì)水銀球一半浸入液體中，一半暴露于氣相中。3. 開(kāi)冷凝水,將穩(wěn)流電源調(diào)至（150V），接通電熱套，加熱至沸騰，待數(shù)字溫度計(jì)上讀數(shù)恒定后，讀下該溫度值。     4. 關(guān)閉電源，停止加熱，將干燥的取樣管自冷凝管上端插入冷凝液收集小槽中,取氣相冷凝液樣,迅速用阿貝折射儀測(cè)

25、其折光率；用干燥的小滴管取液相液樣，用阿貝折射儀測(cè)其折光率。5. 分別在蒸餾瓶中加入混合液1、2、3、4、5、6、7、8重復(fù)上述操作。6. 根據(jù)環(huán)己烷-乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的折射率，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上將上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成環(huán)己烷的摩爾分?jǐn)?shù)，繪制相圖。7. 實(shí)驗(yàn)完畢后,關(guān)閉冷凝水，關(guān)閉電源，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。表1. 二元液系相圖測(cè)定記錄混合液編號(hào)沸點(diǎn)/氣相折射率液相折射率1(環(huán)己烷)2345678910（乙醇）六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙) 。七、思考題1如何判定氣-液相已

26、達(dá)平衡？2收集氣相冷凝液的小槽的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？3作乙醇-環(huán)己烷標(biāo)準(zhǔn)液的折射率-組成曲線目的是什么？4測(cè)定純環(huán)己烷和乙醇的混合液沸點(diǎn)和組成時(shí)為什么不必將原先附在瓶壁的混合液絕對(duì)弄干？實(shí)驗(yàn)六 蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠眯夥y(cè)定蔗糖在酸存在下的水解速率常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理蔗糖水溶液在有氫離子存在時(shí)將產(chǎn)生水解反應(yīng)：蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物質(zhì)，它們的比旋光度為：，式中：表示在20用鈉黃光作光源測(cè)得的旋光度。正值表示右旋，負(fù)值表示左旋。由于蔗糖的水解是能進(jìn)行到底的，并且果糖的左旋遠(yuǎn)大于葡萄糖的右旋性，因此在反應(yīng)進(jìn)程中，將逐漸從右旋變向左

27、旋。當(dāng)氫離子濃度一定，蔗糖溶液較稀時(shí)，蔗糖水解為假一級(jí)反應(yīng)，其速率方程式可寫(xiě)成： （1）式中：蔗糖初濃度；x反應(yīng)了蔗糖濃度。當(dāng)某物理量與反應(yīng)物和產(chǎn)物濃度成正比，則可導(dǎo)出用物理量代替濃度的速率方程。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，設(shè)反應(yīng)方程式為：A+B X+Y設(shè)反應(yīng)物和生成物對(duì)某物理量（這里是旋光度）的貢獻(xiàn)分別是a、b、x、y，它們與濃度的關(guān)系分別是：a=LA；b=mB；x=nX；y=PY式中，L、m、n、p為比例常數(shù)。因=a+b+x+y，而在反應(yīng)進(jìn)程中：a=L(a-x)；b=m(b-x)=m(b-a)=(a-x)；x=nx；y=px。故 =(L+m)(a-x)+m(b-a)+(n+p)x (2)在（2）式右端加、

28、減a(n+p)，然后合并得 =(L+m-n-p)(a-x)+m(b-a)+a(n+p) （3）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，a-x=a；反應(yīng)完畢時(shí)，a-x=0故 =(L+m-n-p)a+m(b-a)+a(n+p) （4） =m(b-a)+a(n+p) （5）（3）式（5）式 -=（L+m-n-p）（a-x） （6）（4）式（5）式 -=（L+m-n-p）a （7）將式（6）、（7）代入一級(jí)反應(yīng)速度方程式（1）， 得： （8）如果m、n、p為零，即這些物質(zhì)與無(wú)關(guān)，則=0，上式簡(jiǎn)化為： （9）物性可以是旋光度、吸光度、體積、壓力、電導(dǎo)等。對(duì)本實(shí)驗(yàn)而言，以旋光度代入（8）式，得一級(jí)反應(yīng)速度方程式： （10）以ln（

29、-）對(duì)t作圖，直線斜率即為-k。把在t和t+（代表一定的時(shí)間間隔）測(cè)得的分別用和表示，則有-=(-)e-kt （11）-=(-)e-k(t+) （12）(11)式（12）式-=(-)e-kt(1-e-k)取對(duì)數(shù)ln(-)=ln(-)(1-e-k)kt （13）從（13）式可看出，只要保持不變，右端第一項(xiàng)為常數(shù)，從ln（-）對(duì)t作圖所得直線的斜率即可求得k?？蛇x為半衰期的2-3倍，或反應(yīng)接近完成的時(shí)間之半。本實(shí)驗(yàn)可取=30min，每隔5min取一次讀數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求了解反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與旋光度之間的關(guān)系；了解旋光儀的基本原理，掌握旋光儀的正確使用方法。溫度對(duì)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)影響很大，所以嚴(yán)

30、格控制反應(yīng)溫度是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。反應(yīng)進(jìn)行到后階段，為了加快反應(yīng)進(jìn)程，采用5060oC恒溫，使反應(yīng)進(jìn)行到底。但溫度不能高于60oC，否則會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，使反應(yīng)液變黃。四、 實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料旋光儀、恒溫箱、容量瓶(50mL)、錐形瓶(150mL)、葡萄糖(分析純) 、移液管(25mL、50mL)、蔗糖(分析純) 、-3) 、蔗糖酶液(自制)。 旋光儀使用方法：1. 將電源插頭插入220V交流電源，（要求使用交流電子穩(wěn)壓器1KVA），并將接地可靠接地。2. 向上打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，這時(shí)鈉光燈的交流工作狀態(tài)下起輝，經(jīng)5分鐘鈉光燈激活后，鈉光燈才發(fā)光穩(wěn)定。向上打開(kāi)光源開(kāi)關(guān)，（若光源開(kāi)并扳上后，鈉光燈熄滅

31、，則再將光源開(kāi)關(guān)上下重復(fù)扳動(dòng)1到2次，使鈉光燈在直流下點(diǎn)亮，為正常）。3. 打開(kāi)測(cè)量開(kāi)關(guān)，這時(shí)數(shù)碼管應(yīng)有數(shù)字顯示。4. 將裝有蒸餾水或其它空白溶劑的試管放入樣品室，蓋上箱蓋，待示數(shù)穩(wěn)定后，按清零按鈕。試管中若有氣泡，應(yīng)先讓氣泡浮在凸頸處；通光面兩端的霧狀水滴，應(yīng)用軟布揩干試管螺帽不宜旋得過(guò)緊，以免產(chǎn)生應(yīng)為，影響讀數(shù)。試管安放時(shí)應(yīng)注意標(biāo)記的位置和方向。5. 取出試管。將待測(cè)樣品注入試管，按相同的位置和方向放入樣品室內(nèi)，蓋好箱蓋，儀器數(shù)顯窗將顯示出該樣品的旋光度。注意試管應(yīng)用被測(cè)試樣洗濕數(shù)次。6. 逐次按下復(fù)測(cè)按鈕，重復(fù)讀數(shù)幾次，取平均值作為樣品的測(cè)定結(jié)果。7. 如樣品超過(guò)測(cè)量范圍，儀器在+45&

32、#186;處來(lái)回振蕩。此時(shí)，取出試管，儀器即自動(dòng)轉(zhuǎn)回零位。此時(shí)可將試液稀釋一倍再測(cè)。8. 儀器使用完畢后，應(yīng)依次關(guān)閉測(cè)量、光源、電源開(kāi)關(guān)。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 先作儀器零點(diǎn)校正。將空的或裝滿水的旋光管置于旋光計(jì)暗匣內(nèi)，開(kāi)亮光源，眼對(duì)目鏡，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡，同時(shí)調(diào)整焦距，直至視野亮度均勻，觀察此時(shí)讀到的旋光度是否為零，如不是零，需調(diào)整到零。2. 在小燒杯中稱取蔗糖約5g，用少量蒸餾水溶解，傾入25mL容量瓶中，稀釋至刻度，再傾入100mL錐形瓶中。又用25mL移液管吸取4mol·L-1鹽酸溶液放入錐形瓶中。記錄反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間，混合均勻，盡快用此溶液淌洗旋光管后立即裝滿旋光管，蓋上玻

33、璃片，注意勿使管內(nèi)存在汽泡，旋緊管帽后即放置在旋光計(jì)中測(cè)了旋光度。此后每隔5min測(cè)一次，經(jīng)1小時(shí)后停止實(shí)驗(yàn)。3. 采用恒溫夾套旋光管量，先將供循環(huán)水的超級(jí)恒溫槽調(diào)到25，將分別裝25mL蔗糖溶液和25mL4mol·L-1鹽酸溶液的100mL錐形瓶放入恒溫槽中，15min后把鹽酸倒入蔗糖溶液中，并立即開(kāi)始計(jì)時(shí)，溶液倒回裝鹽酸的錐形瓶混合均勻后，淌洗旋光管、立即裝好測(cè)定旋光度。六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、 思考題1.實(shí)驗(yàn)中，我們

34、用蒸餾水來(lái)校正旋光儀的零點(diǎn)，試問(wèn)在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程中所測(cè)的旋光度是否必須要進(jìn)行零點(diǎn)校正？ 2.配置蔗糖溶液時(shí)稱量不夠準(zhǔn)確，對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響？ 3.在混合蔗糖溶液和鹽酸溶液時(shí)，我們將鹽酸加到蔗糖溶液里去了，可否將蔗糖溶液加到鹽酸溶液中去？為什么？實(shí)驗(yàn)七 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠秒妼?dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)；了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)是一個(gè)典型的二級(jí)反應(yīng)： 其反應(yīng)速度可用下式表示： （1）式中：a，b分別表示兩反應(yīng)物初始濃度；x為經(jīng)過(guò)t時(shí)間減少了的a和b的濃度；k：反應(yīng)速率常數(shù)。積分上式得：若當(dāng)初始濃度相同

35、，即ab時(shí)；可使計(jì)算式簡(jiǎn)化, 積分上式得 (2)隨著皂化反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中導(dǎo)電能力強(qiáng)的OH逐漸被導(dǎo)電能力弱的CH3COO-所取代，溶液導(dǎo)電能力逐漸降低。本實(shí)驗(yàn)用電導(dǎo)率儀跟蹤測(cè)量皂化反應(yīng)進(jìn)程中電導(dǎo)隨時(shí)間的變化，從而達(dá)到跟蹤反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化的目的。令L0，Lt和L分別表示時(shí)間t為0，t和(即反應(yīng)完畢)時(shí)電導(dǎo)，則： x (L。-Lt)，a (L。-L)，(a - x) (Lt - L) ， 代入（2）式得： 以Lt對(duì)(Lo-Lt)/t作圖可得一直線，其斜率等1/ka ；由此可求得反應(yīng)速率常數(shù)k。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1.動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)與溫度有關(guān)，反應(yīng)液加入反應(yīng)器應(yīng)恒溫35分鐘，不可立即反應(yīng)。2.實(shí)際

36、操作因鍍鉑黑電導(dǎo)電極上長(zhǎng)期使用鉑黑脫落，剛開(kāi)始反應(yīng)（L0）較??；這時(shí)可用校正旋紐調(diào)節(jié)到讀數(shù)較大的位置（只能剛反應(yīng)時(shí)調(diào)節(jié)，以后不能再改變）。因用Lt對(duì)(LoLt)/t作圖可得一直線，其斜率等1/ka ；Lt對(duì)(LoLt)/t都放大相同倍數(shù)，不影響斜率。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料恒溫槽1套、電導(dǎo)率儀1臺(tái)、秒表1只、碘量瓶（150ml）2個(gè)、電導(dǎo)池1只、移液管（50ml）2支、洗瓶1個(gè)、0.0500moldm-1NaOH溶液（新鮮配制）、0.100moldm-1NaOH溶液、0.100moldm-1 CH3COOC2H5溶液（新鮮配制）、0.0500moldm-1CH3COONa溶液。五、實(shí)驗(yàn)方法、

37、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 調(diào)節(jié)恒溫槽至25±0.2恒溫。2. 預(yù)熱電導(dǎo)率儀并用蒸餾水進(jìn)行調(diào)節(jié)。3. 取0.05 moldm-1NaOH溶液（新鮮配制）于電導(dǎo)池中，將電導(dǎo)池置于25恒溫槽中，測(cè)出L0，再取0.0500moldm-1CH3COONa溶液于電導(dǎo)池中，將電導(dǎo)池置于25恒溫槽中，測(cè)出。4.于干凈混合反應(yīng)器中，用移液管加20mL 0.100moldm-1 NaOH溶液于a池， 加20mL0.100moldm-1 CH3COOC2H5溶液（新鮮配制）于b池。將反應(yīng)器置于恒溫槽中，約20min恒溫后，將兩溶液混合，用電導(dǎo)率儀測(cè)量Lt，秒表計(jì)時(shí)。5. 實(shí)驗(yàn)完畢,清洗玻璃儀器,關(guān)閉電源,整理實(shí)

38、驗(yàn)臺(tái)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、思考題1.被測(cè)溶液的電導(dǎo)率是哪些離子的貢獻(xiàn)？反應(yīng)進(jìn)程中溶液的電導(dǎo)為何發(fā)生變化？2.為什么要使兩種反應(yīng)物的濃度相等？如何配制制定濃度的溶液？3.為什么要使兩溶液盡快混合完畢？開(kāi)始一段時(shí)間的測(cè)定間隔期為什么應(yīng)短些？實(shí)驗(yàn)八 最大氣泡法測(cè)定溶液的表面張力實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用最大氣泡法測(cè)定不同濃度正丁醇溶液的表面張力。2. 利用吉布斯公式計(jì)算不同濃度下正丁醇溶液的吸附量。二、

39、實(shí)驗(yàn)原理氣泡最大壓力法測(cè)定表面張力處于溶液表面的分子,由于受到不平衡的分子間力的作用而具有表面張力.其定義是在表面上垂直作用于單位長(zhǎng)度上使表面積收縮的力。氣泡最大壓力法測(cè)定表面張力裝置見(jiàn)實(shí)物；實(shí)驗(yàn)中通過(guò)滴水瓶滴水抽氣使得體系壓力下降，大氣壓與體系壓力差p逐漸把毛細(xì)管中的液面壓至管口，形成氣泡。在形成氣泡的過(guò)程中，液面半徑經(jīng)歷：大小大，即中間有一極小值；由拉普拉斯方程： 可知此時(shí)壓力差達(dá)極大值。 式中k為儀器常數(shù)，通常用已知表面張力的物質(zhì)確定。本實(shí)驗(yàn)用蒸餾水確定k。溶液表面吸附量,以及飽和吸附時(shí)每個(gè)分子所占的吸附截面積的確定    加入表面活性物質(zhì)時(shí) 溶液的表面張力

40、會(huì)下降,溶質(zhì)在表面的濃度大于其在本體的濃度,此現(xiàn)象稱為表面吸附現(xiàn)象,單位溶液表面積上溶質(zhì)的過(guò)剩量稱為表面吸附量.在一定溫度和壓力下,溶液的表面吸附量與表面張力及溶液本體濃度c之間的關(guān)系符合吉布斯吸附等溫式:對(duì)可形成單分子層吸附的表面活性物質(zhì)，溶液的表面吸附量與溶液本體濃度c之間的關(guān)系符合朗格謬爾吸附等溫式 由實(shí)驗(yàn)測(cè)出不同濃度c對(duì)應(yīng)的表面張力,作 c圖，擬合曲線方程= f（c）；求導(dǎo)得到d/dc代入吉布斯方程可計(jì)算溶液表面吸附量；再作 圖，擬合直線方程，由直線斜率A可得飽和吸附量 = 1 / A；為單位溶液表面積上吸附的溶質(zhì)的物質(zhì)的量，則溶質(zhì)在溶液表面上的吸附截面積為： 式中L為阿伏加德羅常數(shù)。

41、三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用最大氣泡法測(cè)定不同濃度的乙醇溶液的表面張力，作出-C曲線，并計(jì)算吸附量；作吸附量對(duì)濃度曲線，找出最大吸附量。實(shí)驗(yàn)要求：1.本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于儀器必須洗滌清潔。2.毛細(xì)管保持垂直，其端部保持平整，且與液面接觸處相切。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料夾套式表面張力測(cè)量管；水壓差計(jì)；分液漏斗；500mL燒杯。不同濃度的正丁醇溶液（0.05M，0.10M，0.15M，0.20M, 0.25M, 0.30M）。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試 圖1. 鼓泡法裝置圖1.按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。2.把蒸餾水盛入夾套測(cè)量管中，再用蒸餾水洗凈毛細(xì)管，插入測(cè)量管中，使其尖端剛好與液面接觸，且保持

42、毛細(xì)管豎直。如果此時(shí)液面沿毛細(xì)管上升，且在壓差計(jì)上顯示出很小的壓差，那么可判斷裝置不漏氣，否則，表示裝置漏氣，要重新檢查。3.檢查裝置不漏氣后，打開(kāi)分液漏斗活塞，使其中的水一滴一滴的滴下，管內(nèi)逐步減壓，毛細(xì)管中的液面下降，當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)外的壓力差（p大氣-p系統(tǒng)）恰好能克服蒸餾水的表面張力時(shí)，毛細(xì)管尖端便有氣泡逸出，此時(shí)壓差計(jì)讀數(shù)出現(xiàn)負(fù)的最大值。當(dāng)氣泡形成的頻率穩(wěn)定時(shí)，記錄壓差計(jì)讀數(shù)三次，求出其平均值，得p，再查得該溫度下水的數(shù)值，可求得儀器常數(shù)。4.同測(cè)量蒸餾水的p一樣，順次從稀到濃測(cè)出不同濃度的正丁醇溶液的表面張力，廢液倒入指定的廢液瓶。5.實(shí)驗(yàn)完畢,清洗玻璃儀器,整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

43、實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、思考題 1.用最大氣泡法測(cè)定表面張力時(shí)為什么要讀取最大壓力差？2.為什么玻璃毛細(xì)管一定要與液面剛好相切，如果毛細(xì)管插入一定深度，對(duì)測(cè)定結(jié)果有何影響？ 3.測(cè)量過(guò)程中如果氣泡逸出速率較快，對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響？為什么？ 4.在本實(shí)驗(yàn)裝置中，液體壓力計(jì)內(nèi)的介質(zhì)是水，選用水銀是否可以？實(shí)驗(yàn)九 苯乙醇水三元相圖實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)繪苯-水-乙醇三組分系統(tǒng)的相圖二、實(shí)驗(yàn)原理三組分體系C=3，當(dāng)體系處于恒溫恒壓

44、條件，根據(jù)相律，體系的自由度f(wàn)為 ：f = 3 - 式中，為體系的相數(shù)。體系最大條件自由度f(wàn)max =3-1=2，因此，濃度變量最多只有兩個(gè)可用平面圖表示體系狀態(tài)和組成間的關(guān)系，稱為三元相圖。通常用等邊三角形坐標(biāo)表示，見(jiàn)圖1所示。 等邊三角形頂點(diǎn)分別表示純物A、B、C，AB、BC、CA三條邊分別表示A和B、B和C、C和A所組成的二組分體系的組成，三角形內(nèi)任何一點(diǎn)都表示三組分體系的組成。圖1中的P點(diǎn)，其組成表示如下: 經(jīng)P點(diǎn)作平行于三角形三邊的直線，并交三邊于a、b、c三點(diǎn)。若將三邊均分成100等分，則P點(diǎn)的A、B、C組成分別為:A=Pa=Cb，B=Pb=Ac，C=Pc=Ba。 本實(shí)驗(yàn)討論的苯乙

45、醇水體系屬于具有一對(duì)共軛溶液的三液體體系，即三組分中二對(duì)液體A和B，A和C完全互溶，而另一對(duì)B和C只能有限度的混溶，見(jiàn)圖2所示。   圖1 等邊三角形法表示三元相圖 圖2 共軛溶液的三元相圖 圖2中，E、K2、K1、P、L1、L2、F點(diǎn)構(gòu)成溶解度曲線，K1L1、K2L2等是連結(jié)線。溶解度曲線內(nèi)是兩相區(qū)，即一層是苯在水中的飽和溶液，另一層是水在苯中的飽和溶液。曲線外是單相區(qū)。因此，利用體系在相變化時(shí)清濁現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以判斷體系中各組分間互溶度的大小。本實(shí)驗(yàn)是向均相的苯乙醇體系滴加水使之變成二相混合物的方法，確定二相間的相互溶解度。為了繪制連結(jié)線，在兩相區(qū)配制混合溶液，達(dá)平衡時(shí)，兩相的組

46、成一定，只需分析每相中的一個(gè)組分的含量(重量百分組成)，在溶解度曲線上就可以找出每相的組成點(diǎn)，連接共軛溶液組成點(diǎn)的連線，即為連結(jié)線。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求內(nèi)容：用溶解度法繪出具有一對(duì)共軛溶液的苯水乙醇三組分液體體系相圖。要求：使用滴定管滴定時(shí)，接近終點(diǎn)處要放慢滴定速度，且充分搖動(dòng)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；因所測(cè)體系含有水的成分，故玻璃器皿均需干燥。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料50mL錐形瓶1個(gè)、500mL錐形瓶2個(gè)、2mL刻度移液管2支、1mL刻度移液管2支、100mL燒杯1個(gè)、25mL酸式滴定管1支、25mL堿式滴定管1支、50mL分液漏斗1個(gè)、小滴管1支。五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1. 將乙醇裝入25mL

47、酸式滴定管中，蒸餾水裝入25mL堿式滴定管中。2. 向此混合液中滴加乙醇并不斷搖振，至體系恰好由混濁變澄清。3. 再向混合液中滴加0.5mL乙醇。4. 按記錄表所規(guī)定的數(shù)字繼續(xù)再加水，又用乙醇滴定，如此反復(fù)進(jìn)行下去，滴加時(shí)必須充分搖振。5. 在干燥的分液漏斗中加苯3mL，水3mL及乙醇2mL，充分搖勻后靜置分層。放出下層（即水層）1mL于已稱量的50mL干錐形瓶中，稱其質(zhì)量得mG，然后逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的苯-乙醇混合物，不斷搖動(dòng)，至由濁變清，再稱其質(zhì)量，扣除mG后得mE。表1. 三元液-液相圖滴定記錄序號(hào)苯體積/mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)終點(diǎn)記錄水乙醇每次加合計(jì)每次加合計(jì)苯水乙醇120.1清220.5濁

48、320.2清420.9濁520.6清621.5濁721.5清823.5濁924.5清1027.5濁六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙。)七、思考題1. 當(dāng)體系總組成點(diǎn)在曲線與曲線外時(shí)，相數(shù)有何不同？總組成點(diǎn)通過(guò)曲線時(shí)發(fā)生什么變化？2. 使用的錐形瓶為什么要事先干燥？3. 用水或醇滴至清濁變化后，為什么要加入過(guò)剩量？過(guò)剩量的多少對(duì)結(jié)果有何影響？4. 若滴定過(guò)程中有一次清濁變化早讀數(shù)不準(zhǔn)，是否需要立即倒掉溶液重新做實(shí)驗(yàn)？5. 連接線交于曲線上的兩點(diǎn)代表什么

49、？實(shí)驗(yàn)十 氨基甲酸氨分解平衡常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)氨基甲酸氨分解壓力，并計(jì)算該反應(yīng)的有關(guān)熱力學(xué)函數(shù)二、實(shí)驗(yàn)原理氨基甲酸銨為白色固體，很不穩(wěn)定，其分解反應(yīng)式為: 該反應(yīng)在封閉體系中很容易達(dá)到平衡，在常壓下其平衡常數(shù)可近似表示為: (1) 式中， 分別表示NH3和CO2平衡時(shí)的分壓，其單位為Pa。 設(shè)平衡時(shí)總壓為p，由于1molNH2COONH4(s)分解能生成2molNH3(g)和1molCO2(g)，又因?yàn)楣腆w氨基甲酸銨的蒸氣壓很小，所以體系的平衡總壓就可以看作 之和，即: 則: (2) (2)式代入(1)式得: (3) 因此，當(dāng)體系達(dá)平衡后，測(cè)量其

50、總壓p，即可計(jì)算出平衡常數(shù)。溫度對(duì)其影響可用下式表示: (4) 式中，T為熱力學(xué)溫度；rHm為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱效應(yīng)。 當(dāng)溫度在不大的范圍內(nèi)變化時(shí)，可視為常數(shù)，由(4)式積分得: = (5) 若以 對(duì)作圖，得一直線，其斜率為 ，由此可求出 。 氨基甲酸銨分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)熱效應(yīng)很大，在25時(shí)每摩爾固體氨基甲酸銨分解的等壓反應(yīng)熱 為159×103J·mol-1，所以溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響很大，實(shí)驗(yàn)中必須嚴(yán)格控制恒溫槽的溫度，使溫度變化小于±0.1。 由實(shí)驗(yàn)求得某溫度下的平衡常數(shù) 后，可按下式計(jì)算該溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化 ， = (6) 利用實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的

51、平均等壓熱效應(yīng) 和某溫度下的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化 ，可近似計(jì)算出該溫度下的熵變 (7) 因此通過(guò)測(cè)定一定溫度范圍內(nèi)某溫度的氨基甲酸銨的分解壓(平衡總壓)，就可以利用上 述公式分別求出、。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1.用靜態(tài)法測(cè)定氨基甲酸銨在不同溫度下分解反應(yīng)系統(tǒng)的平衡總壓力，測(cè)定結(jié)果相差小于；2.求氨基甲酸銨分解反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)；3.了解等壓計(jì)的構(gòu)造及壓力的測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料平衡常數(shù)測(cè)定裝置（由恒溫槽、樣品管、壓力計(jì)、毛細(xì)管、緩沖瓶、干燥塔、真空泵等組成）、NH2COONH4（C.R.）、硅油。圖1 靜態(tài)法測(cè)定氨基甲酸銨分解壓裝置簡(jiǎn)圖1 數(shù)字式低真空壓差儀；2 等壓計(jì)；3 氨基甲酸銨瓶；

52、4 油封；5 恒溫槽；6 穩(wěn)壓管；7 攪拌器；8溫度計(jì)；9調(diào)節(jié)溫度計(jì)；10 加熱器；11 真空泵；12 真空泵電機(jī)；13 電機(jī)開(kāi)關(guān)；14 加熱用調(diào)壓器；a 三通活塞；b 抽氣閥；c 壓力調(diào)節(jié)閥五、實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試1.將氨基甲酸銨放入瓶3中并按圖連接好等壓計(jì)2，開(kāi)啟恒溫槽使槽溫恒定在25。2.將三通活塞a置于位置A、打開(kāi)抽氣閥b、關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥c，開(kāi)動(dòng)真空泵抽真空，使壓差儀的壓差在500kPa，觀察等壓計(jì)內(nèi)通過(guò)油封有氣泡冒出，持續(xù)抽空15min以上。3.關(guān)閉抽氣閥b，將三通活塞a置于B位，停止抽氣，切斷真空泵電源。此時(shí)氨基甲酸銨將在298K溫度下分解。4.微微開(kāi)啟壓力調(diào)節(jié)閥c，將空氣放入系統(tǒng)中，直至等壓計(jì)U-型管的兩臂油封液面保持在同一水平且在10min內(nèi)不變。讀取壓差儀的壓差、大氣壓力計(jì)壓力及恒溫槽溫度，計(jì)算分解壓。5.檢查氨基甲酸銨瓶?jī)?nèi)的空氣是否排凈：關(guān)閉二通閥b和c，三通活塞a置于A位，抽空2min，然后開(kāi)啟抽氣閥b繼續(xù)排氣5min，關(guān)閉閥b，停泵。重新測(cè)量298K下氨基甲酸銨的分解壓并與4中測(cè)的相比較，若兩次測(cè)量結(jié)果相差小于260270Pa，可以進(jìn)行下一溫度下分解壓的測(cè)量。6.依次將恒溫槽溫度升至27、31、33和35，測(cè)量每一溫度下的分解壓。在升溫過(guò)程中應(yīng)該注意通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥