物理化學(xué)實驗指導(dǎo)書

1、實驗一恒溫槽的裝備與性能和液體粘度測定實驗項目性質(zhì)：綜合性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康?恒溫槽在物理化學(xué)實驗中的重要性：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，要測定這些性質(zhì)必須在恒溫條件下進行。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)的測定也需要恒溫。因此，學(xué)會恒溫槽的使用對物理化學(xué)實驗是非常必要的。此外掌握測試液體的粘度與密度。 二、實驗原理粘度的測定：測定粘度的方法主要有毛細(xì)管法、轉(zhuǎn)筒法和落球法。在測定高聚物分子的特性粘度時，以毛細(xì)管流出法的粘度計最為方便。若液體在毛細(xì)管粘度計中，因重力作用流出時，

2、可通過泊肅葉(Poiseuille)公式計算粘度： 式中，為液體的粘度; 為液體的密度; L為毛細(xì)管的長度; r為毛細(xì)管的半徑; t為流出的時間; h為流過毛細(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，可以取m = 1)。對于某一只指定的粘度計而言，上式可以寫成下式： 式中，B < 1，當(dāng)流出的時間t在2min左右(大于100s)，該項(亦稱動能校正項)可以忽略。又因通常測定是在稀溶液中進行(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寫成: 密度的測定： 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)用不同單位來表示密度時,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)系利用比重瓶去進行液體密度的測定。由公式 = (g3g1)/(g2g1)計算其中待測液體的密度指定溫度時水的密度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、實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：裝配控溫裝置并控溫在指定溫度，測定待測液體粘度、密度。實驗要求：1.使用粘度計時，嚴(yán)格執(zhí)行指導(dǎo)教師的操作，輕拿輕放，防止破損。2.測定粘度時，粘度計應(yīng)保持

4、垂直。3.測定密度時，注意液體的揮發(fā)。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料恒溫水槽、奧式粘度計、比重瓶、秒表、甘油水溶液、去離子水。超級恒溫槽使用步驟： 工作室水箱應(yīng)注入適量的潔凈自來水，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/測量”開關(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“測量”。當(dāng)設(shè)定值高于所測定溫度時，加熱開始工作。顯示屏顯示為探頭所測的實際溫度。當(dāng)加熱到所需的溫度時，加熱會自動停止，低于設(shè)定的溫度時，新的一輪加熱又會開始，為了保證水溫均勻性，應(yīng)打開攪拌開關(guān)，慢慢調(diào)節(jié)調(diào)速旋鈕。五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 粘

5、度的測定（1）調(diào)節(jié)恒溫槽，使其溫度為25左右，波動范圍不超過0.5。（2）將粘度計和比重瓶分別用水沖洗、烘干。（3）用移液管吸取10mL乙醇,放入粘度計內(nèi),將粘度計垂直放入水浴鍋內(nèi),恒溫20分鐘,用橡皮管連接粘度計, 用吸耳球吸起液體, 使其超過上刻線,然后放開吸耳球,用秒表記錄液面從上刻度到下刻度所用的時間.重復(fù)三次,取平均值。（4）再把粘度計里的乙醇到出,用水沖洗兩次, 用同樣方法測量去離子水粘度。 2.密度的測量（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內(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、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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,瓶內(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)注意哪些問題？ 4.如何使用比重瓶測量粒狀固體物的密度？實驗二 燃燒熱的測定實驗項目性質(zhì)：綜合性實驗計劃

7、學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康?1. 掌握有關(guān)熱化學(xué)實驗的一般知識和技術(shù)； 2. 掌握氧彈的構(gòu)造及使用方法； 3. 用氧彈式量熱計測定萘的燃燒焓。二、實驗原理在實際測量中，燃燒反應(yīng)常在恒容條件下進行，這樣直接測得的是反應(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: 通過實驗測得QV值，根據(jù)上式就可計算出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、測溫器件，攪拌器和水）的熱容為C（量熱計每升高1K

8、所需的熱量），而燃燒前、后的溫度為T1、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)(如本實驗用苯甲酸)，放在量熱計中燃燒，測其始、末溫度，按上式即可求出C。三、實驗內(nèi)容和要求內(nèi)容：水當(dāng)量的測定，萘燃燒熱的測定。要求：1.仔細(xì)閱讀“氧氣使用操作規(guī)程”；2.熟悉氧彈量熱計的構(gòu)造、工作原理及測量方法。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料儀器：氧彈計、壓片器、分析天平、萬用電表、點火絲、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1.內(nèi)筒攪拌器;2.精密電子溫差測量儀;3.氧彈;4.外筒攪拌筒; 5.外筒攪拌電機;

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;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.進氣孔; 6.排氣孔; 7. 彈蓋8. 火焰遮板; 9.燃燒皿五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 水當(dāng)量的測定（1）用臺稱稱取約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電極上, 用萬用表測量其導(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）插好氧彈上的點火電源線,將其輕輕放入氧彈

10、計內(nèi)筒,筒內(nèi)倒進3000毫升（用容量瓶量?。┦覝刈詠硭?再裝好攪拌器和傳送帶,蓋上氧彈計蓋。（5）打開電源開關(guān),每隔半分鐘振動器會鳴叫一次,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個數(shù)據(jù)。撥動點火開關(guān)，此時點火指示燈會亮，表示電流通過點火絲，隨即又熄滅,表示鐵絲燒斷。點火成功后,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,繼續(xù)記錄12個數(shù)據(jù)。關(guān)閉電源,取下氧彈,松開排氣閥排去廢氣,旋開彈蓋,放在彈架上,檢查燃燒結(jié)果,如果沒有留下什么殘渣,表示燃燒完全,否則實驗失敗。測量未燃燒完的點火絲的重量。2. 萘燃燒熱的測定用準(zhǔn)確稱取0.8克萘于燃燒杯中, 其余方法與前述相同。

11、 六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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.如何消除測量過程體系與環(huán)境熱交換的影響？2.稱量鐵絲重量的原因是什么？3.怎樣判斷點火成功？點火時間過長對實驗結(jié)果有什么影響？實驗三 凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗項目性質(zhì)：驗證性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康恼莆漳厅c降低法測分子量的原理，用凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量。二、實驗原理當(dāng)稀溶液凝固析出純固體溶劑時，則溶液的凝固點低于純?nèi)軇┑哪厅c，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；為溶液的凝固點；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降低常數(shù)值，通過實驗測定此溶液的凝固點降低值T，即 可計算溶質(zhì)的分子量。三、實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：測一定量純?nèi)軇┑牟嚼淝€；測稀溶液（一定量溶質(zhì)）的步冷曲線。實驗要求：1. 冷浴溫度控制在3左右，太低、太高對實驗都會有影響。2. 控制適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣?，攪拌器?yīng)避免碰撞測溫探頭，否則會引起溫差讀數(shù)的異常波動；若已結(jié)晶而無平

13、臺，往往是前次實驗后內(nèi)管清洗得不干凈所致。所以，學(xué)生實驗后一定要仔細(xì)刷干凈所用內(nèi)管。3. 溶質(zhì)萘的量可取0.150.2g。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料SWC-LG冰點儀、移液管（25ml）、環(huán)己烷（A.R.）、萘（A.R.）。五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 用移液管向清潔、干燥的凝固點管內(nèi)加入20mL純環(huán)己烷，并記下水的溫度，插入熱電偶，且拉動攪拌聽不到碰壁與摩擦聲。 2. 將盛環(huán)己烷的凝固點管直接插入冰水水浴中，上下移動攪棒(勿拉過液面，約每秒鐘一次)。使環(huán)己烷的溫度逐漸降低，當(dāng)過冷到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。 3. 取出凝固點管，用手捂住管壁片刻，同時不斷攪拌，使管中固體全部熔化，將凝固點管放在空氣套管中，緩慢攪拌，使溫度逐漸降低，當(dāng)溫度降至近似凝固點時，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)測定三次，每次之差不超過0.006，三次穩(wěn)定溫度平均值作為環(huán)己烷的凝固點。  4. 溶液凝固點的測定 取出凝固點管，如前將管中冰溶化，用分析天平精確稱重萘(約0.2g)，自凝固點管的支管加入樣品，待全部溶解后，測定溶液的凝固點。測定方法與環(huán)己烷的相同，先測近似的凝固點，再精確測

15、定，但溶液凝固點是取回升后所達(dá)到的最高溫度。重復(fù)三次，取平均值。 六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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？過冷太甚有何弊病？2.什么叫凝固點？凝固點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.為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？4.測定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什么？實驗四 液體飽和蒸氣壓測定實驗項目性質(zhì)：驗證性實驗計劃學(xué)時： 4學(xué)時一、實驗?zāi)康臏y不同溫度下液體的飽和蒸氣壓、平均摩爾氣化熱。二、實驗原理在

16、通常溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時)，純液體與其蒸氣達(dá)平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。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時純液體的摩爾氣化熱。 假定vapHm與溫度無關(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、實驗內(nèi)容和要求1.利用動態(tài)法測定液體飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系。2.使用克-克方程計算液體的汽化熱。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料蒸氣壓力測定儀、旋片式真空泵、精密溫度計、恒溫水浴一套、乙醇五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1.準(zhǔn)備工作。接通冷卻水。認(rèn)識系統(tǒng)中各部分的作用。開啟進

18、氣旋塞(兩通）使系統(tǒng)與大氣相通。讀取大氣壓力。以后每半小時讀一次。2.打開恒溫水浴的電源，調(diào)節(jié)溫度控制，使水浴升溫至約35。3.系統(tǒng)檢漏。開啟真空泵，運轉(zhuǎn)2分鐘后開啟抽氣旋塞（即調(diào)三通閥使得三向皆通），關(guān)閉進氣旋塞，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)進氣旋塞，使平衡管中二液面等高，讀取壓差。5.分別測定40、45、50、55、60、65時液體的飽和蒸汽壓。6.實驗完畢，斷開電源、水源。 圖3.純液體飽和蒸氣壓測定裝置圖1.恒溫水浴；2.溫度計；3.攪拌；4.平

19、衡管；5.冷凝管；6.壓力計；7.緩沖瓶；8.進氣活塞；9.三通活塞；10.安全瓶六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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.空氣倒灌使測量的蒸氣壓值偏大還是偏?。?.摩爾氣化熱與溫度有無關(guān)系？3.正常沸點和沸騰溫度有什么不同？實驗五 雙液系的平衡相圖實驗項目性質(zhì)：綜合性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康?1.用沸點儀測定在常壓下環(huán)己烷-乙醇的氣液平衡相圖。2.了解沸點的測定方法。3.掌握阿爾貝折射儀的測量原理及使用方法。二、實驗原理液體的沸點是

20、指液體的蒸氣壓與外界大氣壓相等時的溫度。在一定的外壓下，純液體有確定的沸點。而雙液體系的沸點不僅與外壓有關(guān)，還與雙液體系的組成有關(guān)。圖1是一種最簡單的完全互溶雙液系的TX圖。圖中縱軸是溫度(沸點)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，對應(yīng)于同一沸點溫度的二曲線上的兩個點，就是互相成平衡的氣相點和液相點，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圖上溶液的沸點介于A、B二純液體的沸點之間(見圖2)，實際溶液由于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圖上會有最高或最低點出現(xiàn)，如圖2所示，這些點稱為恒沸點，其相應(yīng)的溶液稱為恒沸點混合物。恒沸點混合物蒸餾時，所得的氣相與液相組成相同，靠蒸餾無法改變其組成。如HCl與水的體系具有最高恒沸點，苯與乙醇的體系則具有最低恒沸點。 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型相圖 本實驗是用回流冷凝法測定環(huán)已烷乙醇體系的沸點組成圖。其方法是用阿貝折射儀測定不同組成的體系在沸點溫度時氣、液相的折射率，再從折射率組成工作曲線上查得相應(yīng)的組成，然后繪制沸點組成圖。三、 實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：測量混合液氣液平衡時氣相與液相折射率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線找出對應(yīng)的氣相組成與液相組

22、成。實驗要求：1.安裝蒸餾瓶時不要夾太緊，瓶口易碎。2.加熱樣品時圓底燒瓶中加入少許沸石，防止爆沸。溫度計水銀球一半浸入液體中，一半暴露于氣相中。開始加熱時可選用較大電壓（150200V），當(dāng)觀測到樣品沸騰時,電壓調(diào)小一點，使得冷凝管中回流液相不超過1.5厘米。3.更換液體時關(guān)掉電源，測定后的樣品應(yīng)倒回原來的瓶中。4.按照操作要求使用阿貝折射儀，防止損壞；所有實驗數(shù)據(jù)要在同一臺折射儀上測定。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料蒸餾瓶、調(diào)壓變壓器、滴管（12支）、1/10溫度計、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，用擦鏡紙將鏡面拭潔后，在鏡面上滴少量待測液體，并使其鋪滿整個鏡面，關(guān)上棱鏡。2.調(diào)節(jié)反射鏡使入射光線達(dá)到最強，然后轉(zhuǎn)動棱鏡使目鏡出現(xiàn)半明半暗，分界線位于十字線的交叉點，這時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)消色補償器，使彩色光帶消失，陰暗界面清晰。4.測完之后，打開棱鏡并用丙酮洗凈鏡面，也可用吸耳球吹干鏡面，實驗結(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)尺零點的校正：阿貝折光儀在使用前，必須先經(jīng)標(biāo)尺零點的校正，可用已知折射率的標(biāo)準(zhǔn)液體（如純水的1.3325），亦可用每臺折光儀中附有已知折射率的“

24、玻塊”來校正?？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，打開棱鏡背后小窗使光線由此射入，用上述方法進行測定，如果測得值和此“玻塊”的折射率有區(qū)別，旋動鏡筒上的校正螺絲進行調(diào)整。五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 安裝好蒸餾瓶，調(diào)壓變壓器，電熱套。2. 加入適量乙醇，使得溫度計水銀球一半浸入液體中，一半暴露于氣相中。3. 開冷凝水,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

25、其折光率；用干燥的小滴管取液相液樣，用阿貝折射儀測其折光率。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. 實驗完畢后,關(guān)閉冷凝水，關(guān)閉電源，整理實驗臺。表1. 二元液系相圖測定記錄混合液編號沸點/氣相折射率液相折射率1(環(huán)己烷)2345678910（乙醇）六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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實驗結(jié)果有無影響？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測定純環(huán)己烷和乙醇的混合液沸點和組成時為什么不必將原先附在瓶壁的混合液絕對弄干？實驗六 蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)的測定實驗項目性質(zhì)：綜合性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康挠眯夥y定蔗糖在酸存在下的水解速率常數(shù)。二、實驗原理蔗糖水溶液在有氫離子存在時將產(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，蔗糖水解為假一級反應(yīng)，其速率方程式可寫成： （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。為簡單起見，設(shè)反應(yīng)方程式為：A+B X+Y設(shè)反應(yīng)物和生成物對某物理量（這里是旋光度）的貢獻分別是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)開始時，a-x=a；反應(yīng)完畢時，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)與無關(guān)，則=0，上式簡化為： （9）物性可以是旋光度、吸光度、體積、壓力、電導(dǎo)等。對本實驗而言，以旋光度代入（8）式，得一級反應(yīng)速度方程式： （10）以ln（

29、-）對t作圖，直線斜率即為-k。把在t和t+（代表一定的時間間隔）測得的分別用和表示，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，右端第一項為常數(shù)，從ln（-）對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)接近完成的時間之半。本實驗可取=30min，每隔5min取一次讀數(shù)。三、實驗內(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。溫度對測定反應(yīng)速率常數(shù)影響很大，所以嚴(yán)

30、格控制反應(yīng)溫度是做好本實驗的關(guān)鍵。反應(yīng)進行到后階段，為了加快反應(yīng)進程，采用5060oC恒溫，使反應(yīng)進行到底。但溫度不能高于60oC，否則會產(chǎn)生副反應(yīng)，使反應(yīng)液變黃。四、 實驗主要儀器設(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) 、HCl溶液(4.00mol.dm-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. 向上打開電源開關(guān)，這時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。向上打開光源開關(guān)

31、，（若光源開并扳上后，鈉光燈熄滅，則再將光源開關(guān)上下重復(fù)扳動1到2次，使鈉光燈在直流下點亮，為正常）。3. 打開測量開關(guān)，這時數(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緊，以免產(chǎn)生應(yīng)為，影響讀數(shù)。試管安放時應(yīng)注意標(biāo)記的位置和方向。5. 取出試管。將待測樣品注入試管，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)用被測試樣洗濕數(shù)次。6. 逐次按下復(fù)測按鈕，重復(fù)讀數(shù)幾次，取平均值作為樣品的測定結(jié)果。7. 如

32、樣品超過測量范圍，儀器在+45º處來回振蕩。此時，取出試管，儀器即自動轉(zhuǎn)回零位。此時可將試液稀釋一倍再測。8. 儀器使用完畢后，應(yīng)依次關(guān)閉測量、光源、電源開關(guān)。五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 先作儀器零點校正。將空的或裝滿水的旋光管置于旋光計暗匣內(nèi)，開亮光源，眼對目鏡，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡，同時調(diào)整焦距，直至視野亮度均勻，觀察此時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)開始時間，混合均勻，盡快用此溶液淌

33、洗旋光管后立即裝滿旋光管，蓋上玻璃片，注意勿使管內(nèi)存在汽泡，旋緊管帽后即放置在旋光計中測了旋光度。此后每隔5min測一次，經(jīng)1小時后停止實驗。3. 采用恒溫夾套旋光管量，先將供循環(huán)水的超級恒溫槽調(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，并立即開始計時，溶液倒回裝鹽酸的錐形瓶混合均勻后，淌洗旋光管、立即裝好測定旋光度。六、 實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，思考題等部分。其中數(shù)據(jù)處理作圖應(yīng)使用坐標(biāo)紙

34、。)七、 思考題1.實驗中，我們用蒸餾水來校正旋光儀的零點，試問在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中所測的旋光度是否必須要進行零點校正？ 2.配置蔗糖溶液時稱量不夠準(zhǔn)確，對測量結(jié)果是否有影響？ 3.在混合蔗糖溶液和鹽酸溶液時，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？實驗七 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定實驗項目性質(zhì)：驗證性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康挠秒妼?dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)；了解二級反應(yīng)的特點。二、實驗原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)是一個典型的二級反應(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t時間減少了的a和b的濃度；k：反應(yīng)速率常

35、數(shù)。積分上式得：若當(dāng)初始濃度相同，即ab時；可使計算式簡化, 積分上式得 (2)隨著皂化反應(yīng)的進行，溶液中導(dǎo)電能力強的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。本實驗用電導(dǎo)率儀跟蹤測量皂化反應(yīng)進程中電導(dǎo)隨時間的變化，從而達(dá)到跟蹤反應(yīng)物濃度隨時間變化的目的。令L0，Lt和L分別表示時間t為0，t和(即反應(yīng)完畢)時電導(dǎo)，則： x (L。-Lt)，a (L。-L)，(a - x) (Lt - L) ， 代入（2）式得： 以Lt對(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、實驗內(nèi)容和要求1.動力學(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

36、35分鐘，不可立即反應(yīng)。2.實際操作因鍍鉑黑電導(dǎo)電極上長期使用鉑黑脫落，剛開始反應(yīng)（L0）較小；這時可用校正旋紐調(diào)節(jié)到讀數(shù)較大的位置（只能剛反應(yīng)時調(diào)節(jié)，以后不能再改變）。因用Lt對(LoLt)/t作圖可得一直線，其斜率等1/ka ；Lt對(LoLt)/t都放大相同倍數(shù)，不影響斜率。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料恒溫槽1套、電導(dǎo)率儀1臺、秒表1只、碘量瓶（150ml）2個、電導(dǎo)池1只、移液管（50ml）2支、洗瓶1個、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-1CH

37、3COONa溶液。五、實驗方法、步驟及結(jié)果測試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)率儀測量Lt，秒表計時。5. 實驗完畢

38、,清洗玻璃儀器,關(guān)閉電源,整理實驗臺。六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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.被測溶液的電導(dǎo)率是哪些離子的貢獻？反應(yīng)進程中溶液的電導(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？開始一段時間的測定間隔期為什么應(yīng)短些？實驗八 最大氣泡法測定溶液的表面張力實驗項目性質(zhì)：驗證性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康?. 用最大氣泡法測定不同濃度正丁醇溶液的表面張力。2. 利用吉布斯公式計算不

39、同濃度下正丁醇溶液的吸附量。二、實驗原理氣泡最大壓力法測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度上使表面積收縮的力。氣泡最大壓力法測定表面張力裝置見實物；實驗中通過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。本實驗用蒸餾水確定k。溶液表面吸附量,以及飽和吸附時每個分子所占的吸附截面積的確定    加

40、入表面活性物質(zhì)時 溶液的表面張力會下降,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 由實驗測出不同濃度c對應(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

41、積為： 式中L為阿伏加德羅常數(shù)。三、實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：用最大氣泡法測定不同濃度的乙醇溶液的表面張力，作出-C曲線，并計算吸附量；作吸附量對濃度曲線，找出最大吸附量。實驗要求：1.本實驗的關(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、實驗主要儀器設(shè)備和材料夾套式表面張力測量管；水壓差計；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、實驗方法、步驟及結(jié)果測試 圖1. 鼓泡法裝置圖1.按裝置圖安裝好實驗裝置。2.把蒸餾水盛入夾套測量管中，再用蒸餾水洗凈毛細(xì)管，插入測量管中

42、，使其尖端剛好與液面接觸，且保持毛細(xì)管豎直。如果此時液面沿毛細(xì)管上升，且在壓差計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，毛細(xì)管尖端便有氣泡逸出，此時壓差計讀數(shù)出現(xiàn)負(fù)的最大值。當(dāng)氣泡形成的頻率穩(wěn)定時，記錄壓差計讀數(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.同測量蒸餾水的p一樣，順次從稀到濃測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.實驗完畢,清洗玻璃儀

43、器,整理實驗臺。六、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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.用最大氣泡法測定表面張力時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，對測定結(jié)果有何影響？ 3.測量過程中如果氣泡逸出速率較快，對實驗有無影響？為什么？ 4.在本實驗裝置中，液體壓力計內(nèi)的介質(zhì)是水，選用水銀是否可以？實驗九 苯乙醇水三元相圖實驗項目性質(zhì)：綜合性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康臏y繪苯-水-乙醇三組分系統(tǒng)的相圖二、實驗原理三組

44、分體系C=3，當(dāng)體系處于恒溫恒壓條件，根據(jù)相律，體系的自由度f為 ：f = 3 - 式中，為體系的相數(shù)。體系最大條件自由度fmax =3-1=2，因此，濃度變量最多只有兩個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，見圖1所示。 等邊三角形頂點分別表示純物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)任何一點都表示三組分體系的組成。圖1中的P點，其組成表示如下: 經(jīng)P點作平行于三角形三邊的直線，并交三邊于a、b、c三點。若將三邊均分成100等分，則P點的A、B、C組成分別為:A=Pa=Cb，B=Pb=Ac，C

45、=Pc=Ba。 本實驗討論的苯乙醇水體系屬于具有一對共軛溶液的三液體體系，即三組分中二對液體A和B，A和C完全互溶，而另一對B和C只能有限度的混溶，見圖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。本實驗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)

46、配制混合溶液，達(dá)平衡時，兩相的組成一定，只需分析每相中的一個組分的含量(重量百分組成)，在溶解度曲線上就可以找出每相的組成點，連接共軛溶液組成點的連線，即為連結(jié)線。三、實驗內(nèi)容和要求內(nèi)容：用溶解度法繪出具有一對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，接近終點處要放慢滴定速度，且充分搖動觀察實驗現(xiàn)象；因所測體系含有水的成分，故玻璃器皿均需干燥。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料50mL錐形瓶1個、500mL錐形瓶2個、2mL刻度移液管2支、1mL刻度移液管2支、100mL燒杯1個、25mL酸式滴定管1支、25mL堿式滴定管1支、50mL分液漏斗1個、小滴管1支。五、實驗方法、步驟及

47、結(jié)果測試1. 將乙醇裝入25mL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)進行下去，滴加時必須充分搖振。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，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苯體積/mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)終點記錄水乙醇每次加合計每次加合計

48、苯水乙醇120.1清220.5濁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、實驗報告要求實驗報告形式(包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗主要儀器設(shè)備和材料、簡單的試驗裝置圖、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及注意事項，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)體系總組成點在曲線與曲線外時，相數(shù)有何不同？總組成點通過曲線時發(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，為什么要加入過剩量？過剩量的多少對結(jié)果有何影響？4. 若滴定過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驗？5.

49、 連接線交于曲線上的兩點代表什么？實驗十 氨基甲酸氨分解平衡常數(shù)的測定實驗項目性質(zhì)：驗證性實驗計劃學(xué)時：4學(xué)時一、實驗?zāi)康?測氨基甲酸氨分解壓力，并計算該反應(yīng)的有關(guān)熱力學(xué)函數(shù)二、實驗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平衡時的分壓，其單位為Pa。 設(shè)平衡時總壓為p，由于1molNH2COONH4(s)分解能生成2molNH3(g)和1molCO2(g)，又因為固體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

50、) 因此，當(dāng)體系達(dá)平衡后，測量其總壓p，即可計算出平衡常數(shù)。溫度對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，可視為常數(shù)，由(4)式積分得: = (5) 若以 對作圖，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，所以溫度對平衡常數(shù)的影響很大，實驗中必須嚴(yán)格控制恒溫槽的溫度，使溫度變化小于±0.1。 由實驗求得某溫度下的平衡常數(shù) 后，可按下式計算該溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化 ， =

51、(6) 利用實驗溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的平均等壓熱效應(yīng) 和某溫度下的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化 ，可近似計算出該溫度下的熵變 (7) 因此通過測定一定溫度范圍內(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、實驗內(nèi)容和要求1.用靜態(tài)法測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.了解等壓計的構(gòu)造及壓力的測量。四、實驗主要儀器設(shè)備和材料平衡常數(shù)測定裝置（由恒溫槽、樣品管、壓力計、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)法測定氨基甲酸銨分解壓裝置簡圖1 數(shù)字式低真空壓差儀

52、；2 等壓計；3 氨基甲酸銨瓶；4 油封；5 恒溫槽；6 穩(wěn)壓管；7 攪拌器；8溫度計；9調(diào)節(jié)溫度計；10 加熱器；11 真空泵；12 真空泵電機；13 電機開關(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、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1.將氨基甲酸銨放入瓶3中并按圖連接好等壓計2，開啟恒溫槽使槽溫恒定在25。2.將三通活塞a置于位置A、打開抽氣閥b、關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥c，開動真空泵抽真空，使壓差儀的壓差在500kPa，觀察等壓計內(nèi)通過油封有氣泡冒出，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。此時氨基甲酸銨將在298K溫度下分解。4.微微開啟壓力調(diào)節(jié)閥c，將空氣放入系統(tǒng)中，直至等壓計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、大氣壓力計壓力及恒溫槽溫度，計算分解壓。5.檢查氨基甲酸銨瓶內(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，然后開啟抽氣閥b繼續(xù)排氣5min，關(guān)閉閥b，停泵。重新測量298K下氨基甲酸銨的分解壓并與4中測的相比較，若兩次測量結(jié)果相差小于260270Pa，可以進行下一溫度下分解壓的測量。6.依次將恒溫槽溫度升至27