物理化學實驗思考題及參考答案70214

1、1、旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數1. 簡述旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數的實驗原理。答：蔗糖在水中轉化為葡萄糖與果糖，其反應為：由于水是大量存在的，H+是催化劑，反應中它們濃度基本不變，因此蔗糖在酸性溶液中的轉化反應是準一級反應。由一級反應的積分方程可知，在不同時間測定反應物的相應濃度，并以lnc對t作圖，可得一直線，由直線斜率可得k。然而反應是不斷進行的，要快速分析出反應物的濃度是困難的。但蔗糖及其轉化產物，都具有旋光性，而且它們的旋光能力不同，故可以利用體系在反應進程中旋光度的變化來度量反應的進程。溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質的旋光能力、溶劑性質、溶液濃度、樣品管長度及溫度等均有

2、關，當其他條件均固定時，c。在某一溫度下測出反應體系不同反應時刻t時的at及a，以對t作圖可得一直線，從直線斜率即可求得反應速率常數k，半衰期。2. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，如果所用蔗糖不純，對實驗有何影響？答：本實驗通過旋光度的測定來測蔗糖反應速率，蔗糖是右旋性物質，其，葡萄糖是右旋性物質，其，果糖是左旋性物質，其，因此隨著反應的進行反應體系的旋光度由右旋變?yōu)樽笮?。若蔗糖不純，所含雜質如果無旋光性對實驗無影響，如果具有一定的旋光性會影響實驗旋光度的測量，使實驗結果不準確。3. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，測旋光度時不作零點校正，對實驗結果有無影響？答：無影響，

3、本實驗中，所測的旋光度t可以不校正零點，因t-，已將系統(tǒng)的零點誤差消除掉。 4. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，蔗糖水解實驗中配制溶液為何可用臺稱稱量？答：蔗糖初始濃度對于數據影響不大。速率常數K與溫度和催化劑的濃度有關，實驗測定反應速率常數k，以ln(t-)對t作圖，由所得直線的斜率求出反應速率常數k，與初始濃度無關 ，蔗糖的稱取本不需要非常精確，用臺稱稱量即可。5. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，測出的旋光度與光源的波長，旋光管的長短、溫度和溶液濃度有關嗎？答：物質的旋光能力用比旋光度來度量：，可見溶液的旋光度與溶液中所含物質的旋光能力、溶液性質、溶液濃度、光源的波

4、長、樣品管長度及溫度等均有關系。6. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，測出速率常數與溫度、溶液濃度、催化劑濃度和反應時間的長短有關嗎？答：蔗糖轉化反應的速率常數與溫度、催化劑濃度有關，與溶液濃度、反應時間的長短無關。7. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中， 在混合蔗糖溶液和HCl液時，我們將HCl液加到蔗糖溶液里去，可以反過來混合嗎？答：不能，因為H+是催化劑，將反應物蔗糖加入到大量HCl溶液時，H+濃度很大，一旦加入則馬上會分解產生果糖和葡萄糖，則在開始測量時，已經有大部分蔗糖產生了反應，記錄t時刻對應的旋光度已經不再準確。反之，將HCL溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的濃度

5、小，反應速率小，計時之前所進行的反應的量很小。8. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，開始時旋光度在單位時間內變化較快，隨著時間的延長，旋光度在單位時間內變化愈來愈小，是否可得出這樣的結論，即反應速率常數和反應速率隨著時間的延長愈來愈小。答：不能，反應速率常數與反應時間無關，只與溫度、催化劑濃度有關，反應速率是隨著時間的延長愈來愈小。在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，反應速率常數是以Ln(0-)對t作圖得一直線，從直線斜率求得反應速率常數k0。9. 蔗糖的轉化速率常數和哪些因素有關？答：溫度、催化劑的濃度及催化劑的種類有關。10. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，用蒸

6、餾水來校正旋光儀的零點，試問在蔗糖轉化反應過程中所測定的旋光度at是否必須要進行零點校正？答：因為蒸餾水無旋光性，故可用純蒸餾水作零點校正。在蔗糖轉化反應過程中所測定的旋光度at可以不進行零點校，因反應速率常數是以Ln(0-)對t作圖得一直線，從直線斜率求得反應速率常數k0，t-可將系統(tǒng)的零點誤差消除掉。11.在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，物質的比旋光度與光源的波長，旋光管的長短、溫度和溶液濃度有關嗎？答：物質的旋光能力用比旋光度來度量：，比旋光度是物質本身的性質，僅與光源的波長和溫度有關，而與旋光管的長短和溶液濃度無關。12. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，測定at

7、和a是否要用同一根旋光管，為什么？ 答：物質的旋光能力用比旋光度來度量：，由上式公式可知，溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質的旋光能力、溶劑性質、溶液濃度、樣品管長度及溫度等均有關，當其他條件均固定時，溶液的旋光度才與濃度成正比關系，c。13. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，如何測量a？ 答：將混合液的一半放入50-60的恒溫水浴中恒溫40min，取出冷至實驗溫度下測定其旋光度，在10-15 min內讀取5-7個數據，如在測量誤差范圍內，則取其平均值，即為a 值。14. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，測量a時，溶液沒有冷至實驗溫度下就測定其旋光度，對結果有無影響？答：有影

8、響，因為溶液的旋光度與溫度有關。物質的旋光能力用比旋光度來度量：，由上式公式可知，溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質的旋光能力、溶劑性質、溶液濃度、樣品管長度及溫度等均有關，當其他條件均固定時，溶液的旋光度才與濃度成正比關系，c。15. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，如何判斷測量溶液的旋光度即為a？答：將混合液的一半放入50-60的恒溫水浴中恒溫40min，取出冷至實驗溫度下測定其旋光度，在10-15 min內讀取5-7個數據，如在測量誤差范圍內，則取其平均值，即為a 值。16. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，何時開始計時？為什么？答：分別取50mL蔗糖水溶液和50 mL

9、 4molL-1 HCL溶液于兩個100mL錐形瓶中，并浸入恒溫槽使恒溫到實驗的溫度。然后將HCl溶液全部倒入蔗糖溶液錐形瓶中(兩瓶來回倒幾次，使兩者混合均勻)，同時記下時間。因為成立的前提是t=0時，產物濃度為零。17. 在旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗中，實驗結束后，能否直接將旋光收起來？答：不能，實驗結束時，應將旋光管洗凈干燥，防止酸對旋光管的腐蝕。2、最大泡壓法測定溶液的表面張力1、簡述最大泡壓法測定溶液的表面張力的實驗原理。答：實驗裝置如圖83-4所示。將被測液體裝于測定管中，打開滴液瓶活塞緩緩放水抽氣，系統(tǒng)不斷減壓，毛細管出口將出現一小氣泡，且不斷增大。若毛細管足夠細，管下端

10、氣泡將呈球缺形，液面可視為球面的一部分。隨著小氣泡的變大，氣泡的曲率半徑將變小。當氣泡的半徑等于毛細管的半徑時，氣泡的曲率半徑最小，液面對氣體的附加壓力達到最大，如圖5所示。在氣泡的半徑等于毛細管半徑時：p內p外氣泡內的壓力： p內=p大氣-2/r氣泡外的壓力： p外=p系統(tǒng)+gh實驗控制讓毛細管端口與液面相切，即使h=0，p外= p系統(tǒng)根據附加壓力的定義及拉普拉斯方程，半徑為r的凹面對小氣泡的附加壓力為pmax = p大氣- p系統(tǒng)= p最大=2/r （6）于是求得所測液體的表面張力為 （7）此后進一步抽氣，氣泡若再增大，氣泡半徑也將增大，此時氣泡表面承受的壓力差必然減小，而測定管中的壓力差

11、卻在進一步加大，所以導致氣泡破裂從液體內部逸出。最大壓力差可用數字式壓力差儀直接讀出，K稱為毛細管常數，可用已知表面張力的物質來確定。3、的大小與那些因素有關？答：表面張力表示了液體表面自動縮小趨勢的大小，其大小與液體的成分、溶質的濃度、溫度及表面氣氛等因素有關。4、純液體如何降低其表面自由能？答：對于純液體，純液體表面層的組成與內部的組成相同，等溫等壓下，為定值，要使dG下降，只有降低A。因此，純液體降低表面自由能的唯一途徑是盡可能縮小其表面積。因此液滴通常成球形。5、溶液如何降低其表面自由能？答：對于溶液，等溫等壓下，要使dG下降，除了降低表面積外，因溶液的與溶液表面層的組成密切相關，還可

12、由溶液自動調節(jié)不同組分在表面層中的數量使降低。6、什么是溶液的表面吸附？答：根據能量最低原則，當溶質能降低溶劑的表面張力時，溶質表面層中的濃度比溶液內部大；反之，溶質使溶劑的表面張力升高時，溶質表面層中的濃度比內部的濃度低。這種表面濃度與溶液內部濃度不同的現象叫做溶液的表面吸附。7、水的表面張力因加入溶質形成溶液而改變，根據變化情況可將溶質分為幾類？答 ：水的表面張力因加入溶質形成溶液而改變，根據變化情況可將溶質分為兩類：1）非表面活性物質 能使水的表面張力明顯升高的溶質稱為非表面活性物質。如無機鹽和不揮發(fā)的酸、堿等。這些物質的離子有較強的水合作用，趨向于把水分子拖入水中，非表面活性物質在表面

13、的濃度低于在本體的濃度。如果要增加單位表面積，所作的功中還必須包括克服靜電引力所消耗的功，所以表面張力升高。2）表面活性物質 加入后能使水的表面張力明顯降低的溶質稱為表面活性物質。這種物質通常含有親水的極性基團和憎水的非極性碳鏈或碳環(huán)有機化合物。親水基團進入水中，憎水基團企圖離開水而指向空氣，在界面定向排列。表面活性物質的表面濃度大于本體濃度，增加單位面積所需的功較純水小。非極性成分愈大，表面活性也愈大。但習慣上，只把那些溶入少量就能顯著降低溶液表面張力的物質，稱為表面活性劑。 8、表面活性物質在水溶液的表面是如何排列的？答：表面活性物質分子都是由親水性的極性基團和親油性的非極性基團所構成，它

14、們在水中的排列情況隨其濃度不同而異，濃度小時，分子可以平躺在表面上；濃度增大時，表面活性物質分子在溶液表面定向排列，分子的極性基團取向溶液內部，而非極性基團取向空間；當濃度增至一定程度，溶質分子占據所有表面積，就形成了飽和吸附層。再增大就會形成膠束。9、溶液的表面吸附量是什么？它與哪些因素有關？答：其定義為：單位面積表面層所含有溶質的物質的量比同量溶劑在本體溶液中所含溶質的物質的量的超出值。它與溫度，壓力，溶液的表面張力及溶液的濃度有關。10、如何求溶液的表面吸附量？答：用吉布斯吸附等溫式計算：，由實驗測定一組恒溫下不同濃度c的表面張力，以對c作圖，可得到-c曲線，將曲線上某指定濃度下的斜率d

15、/dc帶入吉布斯吸附等溫式，即可求得該濃度下溶質在溶液表面的吸附量。11、什么是溶液的飽和吸附量？如何求？答：當濃度足夠大時，則呈現一個吸附量的極限值，即。此時若再增加濃度，吸附量不再改變。所以 稱為飽和吸附量?？梢越频目醋鍪窃趩挝槐砻嫔隙ㄏ蚺帕谐蕟畏肿訉游綍r溶質的物質的量。12、溶液的飽和吸附量與溶質分子的橫截面積有何關系？如何求溶質分子的橫截面積？答：可以近似的看做是在單位表面上定向排列呈單分子層吸附時溶質的物質的量。求出值，即可算出每個被吸附的表面活性物質分子的橫截面積As。則每個分子的截面積為： 式中L為阿伏加德羅常數。13、測溶液的表面張力有哪些方法？答：測定表面張力方法很多，如

16、毛細管上升法、滴重法、吊環(huán)法、最大壓力氣泡法、吊片法和靜液法等。14. 在最大泡壓法測定溶液的表面張力的實驗中，玻璃毛細管下端液面是高于、低于還是與溶液液面相切？答：毛細管中下端液面應與溶液液面應相切。15、液體表面層分子與液體內部的分子所處的環(huán)境是否一樣？答：界面兩側的環(huán)境不同；液體內部分子的吸引力是對稱的，各個方向的引力彼此抵銷，總的受力效果是合力為零；處在表面層的分子受周圍分子的引力是不均勻的，不對稱的。16、什么是表面張力？什么是表面自由能？兩者有何區(qū)別和聯系？答：（1）在液氣兩相的界面上，液體分子所受液體內部分子的引力大于氣體分子對它的引力，由此造成的使液體表面縮小的力叫表面張力。（

17、2）在液體的內部任何分子周圍的吸引力是平衡的?？墒窃谝后w表面層的分子卻不相同。因為表面層的分子，一方面受到液體內層的鄰近分子的吸引，另一方面受到液面外部氣體分子的吸引，而且前者的作用要比后者大。因此在液體表面層中，每個分子都受到垂直于液面并指向液體內部的不平衡力（如圖83-l所示）。這種吸引力使表面上的分子向內擠，促成液體的最小面積。要使液體的表面積增大就必須要反抗分子的內向力而作功，增加分子的位能。所以說分子在表面層比在液體內部有較大的位能，這位能就是表面自由能。(3) 它們的共同點是：都反映了表面分子受力不均勻的情況；兩者的數值相同，量綱相同通常用同一符號表示。它們的不同點是：兩者的物理意

18、義不同，表面自由能是指等溫、等壓、保持組成不變的條件下，可逆地增加單位表面積時，體系吉布斯自由能的增值。表面張力是指表面層分子垂直作用于單位長度的邊界上且與表面相切的收縮力。兩者的單位不同，表面自由能的單位是Jm-2，而表面張力的單位是Nm-1。17、要做好最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗的關鍵步驟有哪些？答：要做好這個實驗關鍵因素有：正丁醇溶液濃度要準確配制，測定正丁醇溶液表面張力時按從稀到濃依次進行，玻璃器皿必須洗滌清潔，毛細管及測定管一定要用待測液潤洗；測定時毛細管一定要與液面保持垂直，端面剛好與液面相切；控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均應保持一致，盡可能使氣泡呈單泡逸出，以利于p

19、max讀數的準確性；溫度應保持恒定，否則對的測定影響較大。18、用最大泡壓法準確測定溶液的表面張力需注意哪些問題？ 答：用最大泡壓法準確測定溶液的表面張力需注意以下問題：（1）在測定有效數據之前一定要檢查系統(tǒng)的氣密性，否則數據不真實。（2）連接壓力計與毛細管及滴液瓶用的乳膠管中不應有水等阻塞物，否則壓力無法傳遞至毛細管，將沒有氣泡自毛細管口逸出。（3）測定時毛細管及測定管應洗滌干凈，以玻璃不掛水珠為好，否則，氣泡可能不呈單泡逸出，而使壓力計讀數不穩(wěn)定，如發(fā)生此種現象，毛細管應重洗。（4）測定時毛細管一定要與液面保持垂直，端面剛好與液面相切，若毛細管末端插入到溶液內部，則氣泡外的壓力：p外= p

20、系統(tǒng)+gh，此時因為h不等于0，在氣泡的半徑等于毛細管半徑時：p內=p大氣-2/rp外= p系統(tǒng)+ghpmax = p大氣- p系統(tǒng)=gh +2/r計算公式將只能采用（5）控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均應保持一致，盡可能使氣泡呈單泡逸出，以利于讀數的準確性。（6）數字微壓差儀上顯示的數字為實驗系統(tǒng)與大氣壓之間的壓差值。要讀取最大壓力差數值，因為pmax與毛細管的半徑r 是對應的，只有這樣才能獲得一致的數據。（7）正丁醇溶液要準確配制，使用過程中防止揮發(fā)損失。測定正丁醇溶液表面張力時按從稀到濃依次進行，毛細管及測定管一定要用待測液潤洗，否則測定的數據不真實。毛細管的清洗方法：將毛細管在下

21、次被測溶液中沾一下，溶液在毛細管中上升一液柱，然后用洗耳球將溶液吹出，重復34次。（8）溫度應保持恒定，否則對的測定影響較大。19、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，測量液體表面張力時為什么要讀取最大壓力差？答：因為= r/2pmax，只有氣泡的半徑等于毛細管的半徑時，氣泡的曲率半徑最小，液面對氣體的附加壓力達到最大，所以讀取最大壓差。 20、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，測量液體表面張力時滴水過快，對測量結果有何影響？答：有影響，若測量液體表面張力時滴水過快就會使測定管中出氣泡不是呈單個冒出，出泡速率快將使表面活性物質來不及在氣泡表面達到吸附平衡，也將使氣體分子間摩擦力和流體管壁

22、間的摩擦力增大，這將造成壓力差增大，使表面張力測定值偏高。21、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，測量表面張力時毛細管末端插入到溶液內部進行測量行嗎？為什么？答：不行！如果將毛細管末端插入到溶液內部進行測量，則氣泡外地壓力：p外= p系統(tǒng)+gh，此時因為h不等于0，在氣泡的半徑等于毛細管半徑時：p內=p大氣-2/rp外= p系統(tǒng)+gh pmax = p大氣- p系統(tǒng)=gh +2/r計算公式將只能采用公公式公式,那么在實驗操作時，就需要測量h，使實驗變繁瑣，不可取。22、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，表面張力儀的清潔與否和溫度的不恒定對測量數據有何影響？答：若表面張力儀不干凈，則氣泡

23、可能不成單泡冒出，使壓力計讀數不穩(wěn)定，給實驗帶來較大的誤差，同時表面張力儀不干凈會影響溶液的表面張力。因為表面張力與溫度有很大的關系，如溫度不恒定則對表面張力的測量會帶來較大的誤差。23、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，為什么要求從毛細管中逸出的氣泡必須均勻而間斷？答：因為毛細管中逸出的氣泡必須均勻而間斷，使得所測最大壓差準確。如抽氣太快，氣泡的形成與逸出快而不穩(wěn)定，將會使最大壓差的讀數不穩(wěn)定，給實驗帶來較大的誤差，可以通過控制滴液的速度快慢來控制出泡速度。24、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，如何控制出泡速度？若出泡速度太快對表面張力測定值有何影響？答：本實驗控制出泡速率是通過控

24、制滴定管中液體滴定速度來實現。若出泡速率快太將使表面活性物質來不及在氣泡表面達到吸附平衡，也將使氣體分子間摩擦力和流體管壁間的摩擦力增大，這將造成壓力差增大，使表面張力測定值偏高。25、在最大泡壓法測定溶液的表面張力實驗中，哪些因素影響表面張力的測定？應當如何減小或消除這些因素的影響？答：影響因素有：（1）系統(tǒng)的氣密性；（2）毛細管及測定管是否清洗干凈；（3) 滴液瓶的放液速度；（4)讀取數字微壓差儀上壓差值； (5)正丁醇溶液濃度是否準確配置。減小或消除這些因素的方法有：（1）在測定有效數據之前一定要檢查系統(tǒng)的氣密性，否則數據不真實。（2）連接壓力計與毛細管及滴液瓶用的乳膠管中不應有水等阻塞

25、物，否則壓力無法傳遞至毛細管，將沒有氣泡自毛細管口逸出。（3）測定時毛細管及測定管應洗滌干凈，以玻璃不掛水珠為好，否則，氣泡可能不呈單泡逸出，而使壓力計讀數不穩(wěn)定，如發(fā)生此種現象，毛細管應重洗。（4）測定時毛細管一定要與液面保持垂直，端面剛好與液面相切，若毛細管末端插入到溶液內部，則氣泡外的壓力：p外= p系統(tǒng)+gh，此時因為h不等于0，在氣泡的半徑等于毛細管半徑時：p內=p大氣-2/rp外= p系統(tǒng)+ghpmax = p大氣- p系統(tǒng)=gh +2/r計算公式將只能采用（5）控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均應保持一致，盡可能使氣泡呈單泡逸出，以利于讀數的準確性。（6）數字微壓差儀上顯示的

26、數字為實驗系統(tǒng)與大氣壓之間的壓差值。要讀取最大壓力差數值，因為pmax與毛細管的半徑r 是對應的，只有這樣才能獲得一致的數據。（7）正丁醇溶液要準確配制，使用過程中防止揮發(fā)損失。測定正丁醇溶液表面張力時按從稀到濃依次進行，毛細管及測定管一定要用待測液潤洗，否則測定的數據不真實。毛細管的清洗方法：將毛細管在下次被測溶液中沾一下，溶液在毛細管中上升一液柱，然后用洗耳球將溶液吹出，重復34次。26. 玻璃毛細管插入不同的溶液中，毛細管中的液面高于、低于還是與溶液液面相平？答：實際上，這里既涉及到潤濕的問題，又涉及彎曲表面附加壓力的問題，而這兩個問題都與表面張力有關。能潤濕，則形成凹面，產生一指向溶液

27、外部的附加壓力，使毛細管中的液面高于溶液液面；如果接觸角為90，則形成平面，不產生附加壓力，毛細管中的液面與溶液液面相平；不能潤濕，則形成凸面，產生一指向溶液內部的附加壓力，使毛細管中的液面低于溶液液面，如玻璃毛細管插入汞中。3、固體在溶液中的吸附1. 簡述測定活性炭在醋酸水溶液中對醋酸的吸附求出活性炭比表面的實驗原理。答：根據固體對氣體的單分子層吸附理論，認為固體表面的吸附作用是單分子層吸附，即吸附劑一旦被吸附質占據之后，就不能吸附。為飽和吸附量，即固體完全被吸附質占據，再假定吸附質分子在吸附劑表面上是直立的，每個醋酸分子所占的面積以0.243nm2計算，則吸附劑的比表面，則只要求出，就可以

28、求出吸附劑的比表面。固體在溶液中吸附量 ： ，固體在溶液中吸附符合蘭格繆爾吸附等溫式： 重新整理可得： ，以對c作圖，得一直線，由直線的斜率可求得，2. 在固體在溶液中的吸附實驗中，為了節(jié)省時間，如果震蕩機一次放不下全部樣品，那么，你認為應先放濃度低的還是濃度高的樣品去震蕩？為什么？答：應該先放濃度低的樣品去振蕩。因為在一定的濃度范圍里，隨著濃度的增大吸附越容易達到平衡，先放濃度小的溶液振蕩可節(jié)約時間。3. 在固體在溶液中的吸附實驗中，對滴定用的錐形瓶作如下的處理：（1）洗滌后錐形瓶沒吹干，（2）用待測液洗滌錐形瓶兩次，問對實驗有何影響？答：（1）中的情形對實驗沒有影響，因為在滴定時，只與物質

29、的量有關，而與濃度是無關的。（2）中的情形對實驗是有影響的，將會使實驗的結果偏大，用待測液洗滌會使錐形瓶中的物質的量增大。4. 在固體在溶液中的吸附實驗中，如何判斷吸附平衡的達到？答: 取少許滴定，前后兩次取樣量相同，滴定消耗試劑的量在誤差允許的范圍內，則可判定已經達到了平衡。5. 固體在溶液中的吸附實驗中，活性碳在HAc水溶液中對HAc的吸附達到平衡后溶液的濃度會怎樣？答：達到平衡后溶液的濃度將降低到某一值后不再隨時間的改變而改變。6. 在固體在溶液中的吸附實驗中，吸附作用與那些因素有關？答：在固體在溶液中的吸附實驗中，吸附作用與下列因素有關：（1）溫度，固體在溶液中吸附是放熱過程，因此，一

30、般溫度升高，吸附量減少。 （2）溶解度，溶解度越小的溶質越易被吸附。（3）吸附劑、溶質和溶劑的性質，吸附服從相似相吸的原則。 （4）界面張力，界面張力越低的物質越易在界面上吸附。7. 固體吸附劑吸附氣體與從溶液中吸附溶質有何不同？答：與氣體吸附比較，溶液吸附更復雜，因為溶液中各種組分，包括溶劑、溶質、電解質溶液中的各種離子和分子，均會在固液界面上競相吸附，存在一系列的可能互相關聯的吸附平衡。其次溶液吸附較氣體吸附要慢很多，因為被吸附組分必須通過擴散穿越一個相當厚度的溶劑層方能到達固面。8. 試比較弗羅因德利希吸附等溫式與蘭繆爾吸附等溫式的優(yōu)缺點？答：弗羅因德利希吸附等溫式是經驗公式，比較簡單易

31、求，只適用于一些濃度適中的溶液；蘭繆爾吸附等溫式適用的范圍較廣，能求出吸附劑的比表面積，但是比實際值小一點。9. 在固體在溶液中的吸附實驗中，如何加快吸附平衡的到達？如何判定平衡已經到達？答：振蕩，適當的升高溫度可加快吸附平衡的到達。取少許滴定，前后兩次取樣量相同，滴定消耗試劑的量在誤差允許的范圍內，則可判定已經達到了平衡。10. 在固體在溶液中的吸附實驗中，引入誤差的主要因素是什么？答：醋酸的揮發(fā)，實驗過程并非是用蒸餾水，而是用自來水，其中溶有少量的CO2，還有滴定的讀數誤差以及系統(tǒng)誤差等這些都是引入誤差的因素。11.根據蘭格繆爾單分子層吸附的模型計算的比表面積，比實際值大還是?。繛槭裁?？答

32、：根據蘭格繆爾單分子層吸附的模型計算的比表面積，往往要比實際數值小一些。原因有二：一是忽略了界面上被溶劑占據的部分；二是吸附劑表面上有小孔，醋酸不能鉆進去，故這一方法所得的比表面一般偏小。不過這一方法測定時手續(xù)簡便，又不要特殊儀器，故是了解固體吸附劑性能的一種簡便方法。12.在配制50 mL醋酸溶液時，要隨時蓋好瓶塞，為什么？答：因為醋酸易揮發(fā)，隨時蓋好瓶塞以防醋酸揮發(fā)。13. 從錐形瓶里取樣分析時，若不小心吸入了少量的活性炭，對實驗結果有什么影響？答：使測得的平衡濃度偏大，計算的吸附量將偏小。14. Freundlich經驗方程： lglgc +lgk 中的常數k和Langmuir吸附等溫式

33、： 中的常數k是否相同？為什么？答：兩個k是不一樣的。Freundlich經驗方程中的k是經驗常數，由溫度、溶劑、吸附質及吸附劑的性質決定，無物理意義；而Langmuir吸附等溫式中的k是吸附系數，帶有吸附和脫附平衡的平衡常數的性質，有物理意義。15. Freundlich經驗方程式的適用范圍？答：Freundlich經驗方程屬于純系經驗方程式，只適用于濃度不太大和不太小的溶液。16. 按記錄表格中所規(guī)定的濃度配制50 mL醋酸溶液時，錐形瓶是否需要干燥？為什么？答：必須干燥。因為醋酸的初始濃度是準確的，才能準確計算出活性炭對醋酸的吸附量。17. 實驗中為什么過濾活性炭時，要棄去部分最初濾液？

34、答：由于活性炭的吸附是通過自身空隙結構來實現，因此最初過濾的活性炭是飽和吸附的，空隙被醋酸分子填滿了，不能真實反映活性炭的吸附率，所以要棄去。18. 活性炭在反復使用很多次老化后，繼續(xù)用來進行實驗，會對實驗產生什么影響？答：活性炭老化后，對醋酸的吸附作用減弱，造成實驗結果偏小。19. 實驗中，先配制醋酸溶液，最后加入活性炭，這樣做的目的是什么？答：防止活性炭吸附水而產生誤差。4、 粘度法測定水溶性高聚物相對分子質量1、簡述黏度法測定水溶性高聚物相對分子量的實驗原理。答：相對分子質量是聚合物的基礎數據，但高聚物相對分子質量大小不一，參差不齊，一般在103-107之間，所以平常所測高聚物的相對分子

35、質量是平均相對分子質量。粘度法測定高聚物相對分子質量，設備簡單，操作方便，有相當好的實驗精度，其適用的相對分子質量范圍為104-107。高聚物溶液的粘度，主要反映了液體在流動時存在的內摩擦。溶液粘度的命名名稱符號和定義溶劑的黏度0溶液的黏度相對粘度r增比粘度sp比濃粘度 比濃對數粘度 特性粘度測定液體粘度的方法，主要有毛細管法（測定液體通過毛細管的流出時間）；落球法（測定圓球在液體里的下落速度）及轉筒法（測定液體在同心軸圓柱體間相對轉動的影響）。在測定高分子溶液的特性粘度時，以毛細管法最為方便。當液體在毛細管粘度計內因重力作用而流出時，遵守泊肅葉定律： 式中1，當t100s時，等式右邊第二項可

36、以忽略進而可分別計算得到sp、sp/c和lnr/c值。配置一系列不同濃度的溶液分別進行測定，以sp/c和lnr/c為同一縱坐標，c為橫坐標作圖，得兩條直線，分別外推到c0處，其截距即為，K，已知，即可得到。粘度法測定高聚物相對分子質量，最基礎的是測定t0、t、c，實驗的關鍵和準確度在于測量液體流經毛細管的時間、溶液濃度的準確度和恒溫程度等因素2、高聚物相對分子質量具有什么特點？答：高聚物相對分子質量大小不一，參差不齊，一般在103-107之間，所以平常所測高聚物的相對分子質量是平均相對分子質量。3、什么是液體的黏度？答：液體的黏度是指液體對流動所表現的阻力，這種力反抗液體中鄰接部分的相對移動，

37、因此可看作是一種內摩擦。4、溶液的黏度包括哪些內摩擦？答：溶液的黏度包括以下三種內摩擦：1）溶劑分子與溶劑分子之間的內摩擦，2）高聚物分子間的內摩擦，3）高聚物分子與溶劑分子之間的內摩擦。5、溶液的黏度與哪些因素有關？答：溶液的黏度與溶質的結構、溶液濃度、溶劑性質、溫度以及壓力等因素有關。6、什么是相對黏度r、增比黏度sp、比濃黏度sp/c、比濃對數黏度lnr/c、特性黏度？答：在同一溫度下，高聚物溶液的黏度一般都比純溶劑的黏度0大，即0。因為液體黏度的絕對值測定很困難，所以一般都是測定溶液與溶劑的相對黏度r： （1）相對于溶劑，溶液黏度增加的分數稱為增比黏度，記為sp，即： （2）相對黏度r

38、反映的是溶液的黏度行為，增比黏度sp則反映的是扣除了溶劑分子之間的內摩擦效應，僅留下純溶劑與高聚物分子之間，以及高聚物分子之間的內摩擦效應。顯然，溶液的濃度越大，黏度也越大，為了便于比較，引入比濃黏度sp/c及比濃對數黏度lnr/c。當溶液無限稀釋時，每個高聚物分子彼此相隔極遠，其相互間的內摩擦可忽略不計，此時溶液所表現出的黏度主要反映了高聚物分子與溶劑分子間的內摩擦，定義為特性黏度，其值與濃度無關，僅取決于溶劑的性質及高聚物分子的形態(tài)與大小。計算公式如下： （3）在足夠稀的高聚物溶液中，sp/c和lnr/c與c之間的關系可由經驗公式表示： （4） （5）式中，系數與分別稱為赫金斯（Huggi

39、ns）常數和克拉默（Kramler）常數。表示溶液中聚合物之間和聚合物與溶劑分子之間的相互作用，K值一般來說對摩爾質量并不敏感。 因此，通過sp/c與c和lnr/c與c作圖將得到兩條直線，外推至c0時所得截距即為，外推法求如圖85-1所示。7、特性黏度 與高聚物平均相對分子質量有何關系？答：高聚物分子的相對分子質量越大，則它與溶劑分子間的接觸表面也越大，因此摩擦就大，表現出的特性黏度也大。實驗證明，當聚合物、溶劑和溫度確定以后，特性黏度的數值只與高聚物平均相對分子質量有關，它們之間的半經驗關系可用馬克-豪威克（Mark-Houwink）方程式表示： （6）式中K為比例常數 ，是與分子形狀有關的

40、經驗常數。K和值與溫度、聚合物和溶劑性質有關，在一定的相對分子質量范圍內與相對分子質量無關。K值受溫度的影響較明顯，而值主要取決于高分子線團在某溫度下，某溶劑中舒展的程度，其數值介于0.5-1之間。K和的數值只能通過其他方法確定，例如滲透壓法、光散射法等。黏度法只能測得，通過已經確實的公式來計算聚合物的相對分子質量。8、測定液體黏度主要有哪些方法？答：測定液體黏度主要有毛細管法（測定液體通過毛細管的流出時間）；落球法（測定圓球在液體里的下落速度）及轉筒法或旋轉法（測定液體在同心軸圓柱體間相對轉動的影響）。9、在什么情況下，相對黏度r等于溶液和溶劑的流出時間t和t0之比？答：當液體在毛細管黏度計

41、內因重力作用而流出時，遵守泊肅葉（Poiseuille）定律： （7）式中為液體的密度；l是毛細管長度；r是毛細管半徑；t是流出時間；h是流經毛細管液體的平均液柱高度；g為重力加速度；V是流經毛細管液體的體積；m是與儀器的幾何形狀有關的常數，在r/ll時，可取ml 。 對某一支指定的黏度計而言，令（7）式可改寫為： （8）式中1，當t100s時，等式右邊第二項可以忽略。又因通常測定是在稀溶液（小于10 kgm-3）中進行，所以溶液的密度與溶劑密度0近似相等。這樣，通過分別測定溶液和溶劑的流出時間t和t0，就可求算r： （9）10、如何測定特性黏度？答：通過分別測定溶液和溶劑的流出時間t和t0，

42、就可求算r： （9）進而可分別計算得到sp、sp/c和lnr/c值。配置一系列不同濃度的溶液分別進行測定t，以sp/c和lnr/c為同一縱坐標，c為橫坐標作圖，得兩條直線，分別外推到c0處(如圖1所示)，其截距即為，代入(6)式(K，已知)，即可得到。11、黏度法測定高聚物相對分子質量的影響因素有哪些？答：黏度法測定高聚物相對分子質量，最基礎的是測定t0、t、c，實驗的關鍵和準確度在于測量液體流經毛細管的時間、溶液濃度的準確度和恒溫程度等因素。12、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，如何保證溶液濃度的準確度？答：1）高聚物在溶劑中溶解緩慢，配制溶液時必須保證其完全溶解，否則，會影響溶液起始濃度

43、，而導致結果偏低。2) 本實驗溶液的稀釋是直接在粘度計中進行的，因此，每加入一次溶劑進行稀釋時必須混合均勻，并抽洗E球和G球，要注意多次(不少于三次)用稀釋液抽洗毛細管，保持年度計內各處濃度相等。13、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，如何準確測定液體流經毛細管的時間？答：要準確測定液體流經毛細管的時間，必須注意以下幾點：1）所用粘度計必須洗凈，因為微量的灰塵油污等會導致局部的堵塞現象，影響溶液在毛細管中流動，引起較大的誤差，所以在實驗前應徹底洗凈烘干。先用熱洗液（經砂芯漏斗過濾）浸泡，再用自來水、蒸餾水分別沖洗幾次。每次都要注意反復流洗毛細管部分，洗好后烘干備用。其他容量瓶移液管等都要徹底洗

44、凈，做到無塵。2) 測定時黏度計要垂直放入恒溫水浴中，使水面超過G球lcm左右，放置位置要適于觀察液體流動情況，恒溫水浴攪拌器的攪拌速度應調節(jié)合適，如產生劇烈震動，將會影響測定的結果。3）安裝好后，用移液管吸取已知濃度的聚乙二醇溶液10.00mL，由A管注入粘度計中，在C管處用洗耳球打氣，使溶液混合均勻，濃度記為c1，恒溫10min，進行測定。測定方法如下：將C管上端的乳膠管用夾子夾緊，使之不通氣，在B管的乳膠管口用洗耳球慢慢抽吸，將溶液從F球經D球、毛細管、E球抽至G球2/3處，先拿走洗耳球后，再松開C管上夾子，讓其通大氣，此時D球內的溶液即回入F球，使毛細管以上的液體懸空。毛細管以上的液體

45、下落，當液面流經a刻度時，立即按表開始記時，當液面降至b刻度時，停止計時，測得液體流經a、b線所需時間，即刻度a、b之間的液體流經毛細管所需時間。重復三次，偏差應小于0.2s，取其平均值，即為t1值。4) 液體粘度的溫度系數較大，實驗中應嚴格控制溫度恒定，溶液每次稀釋恒溫后才能測量，否則難以獲得重現性結果。5) 用洗耳球抽提液體時，要避免氣泡進人毛細管以及G、E球內進入，若有氣泡則要讓液體流回F球后，重新抽提。14、烏氏粘度計和奧氏粘度計有何區(qū)別？各有什么優(yōu)點？ 答：烏氏粘度計測定粘度，由于烏氏粘度計有一支C管，測定時B管中的液體在毛細管下端出口處與A管中的液體斷開，由于C管與大氣相通，B管中

46、的液體下流時所受壓力差與A管中液面高度無關，即與所加的待測液的體積無關，所以可以在粘度計中稀釋液體。它最大的優(yōu)點是樣品溶液的體積不影響測定結果，因而可以在粘度計中逐漸稀釋溶液從而節(jié)省許多操作手續(xù)。除了烏氏粘度計，生產實際中經常使用奧氏粘度計測定高聚物的平均摩爾質量。奧氏粘度計的結構如圖所示，其操作方法與烏氏粘度計類似，但是，而奧氏粘度計測定時，標準液體和待測液體的體積必須相同，因為液體下流時所受的壓力差與A管中液面高度有關。奧氏粘度計制作容易，操作簡便，具有較高的測量精度，特別適用于粘滯系數小的液體，如水、汽油、酒精、血漿或血清等的研究。15、 用烏氏黏度計測黏度時，流經毛細管的時間與液體加入

47、的總量的多少有無關系？為什么？答：無關，與毛細管上方的小球容積有關，也與溶液的粘度有關。16、 用烏氏黏度計測黏度時，在同一溫度下，不同純液體流經同一毛細管的時間越長，粘度就越大，是否正確？答：對17、 在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，其溶劑和溶液的粘度的測定為什么在同一毛細管中進行？可否在兩支同型號的粘度計中分別進行？答：測定必須在同一毛細管進行，因為對同一溶液不同毛細管的直徑不同，流出時間也不同，所謂增比粘度是用同一毛細管中溶液和溶劑的粘度比值，在一定條件下，該比例等于溶液和溶劑的流出時間比。18、用粘度法測高聚物的分子量時，為什么要配制一系列不同濃度的高聚物進行相對粘度的測定？答：是為

48、了測定出不同濃度下的比濃粘度，然后將濃度外推到濃度為0時，求出的比濃粘度即為特性粘度，可以用于計算分子量。19、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，影響粘度準確測定的因素有哪些？答：（1）毛細管的粗細，要保證流出時間在100秒以上；（2）適宜的溶液濃度，比較好的溶液濃度是保證增比粘度在0.2以上；（3）溫度的準確性和穩(wěn)定性，越穩(wěn)定越好。20、 用烏氏黏度計測黏度時，烏氏黏度計C管起什么作用，無C管對實驗有什么影響？如何消除？答：支管C的作用是與大氣相通，使得B管中的液體完全是靠重力落下而不受其它因素影響。除去支管C仍可測定粘度，只不過此時標準液體和待測液體體積必須相同，因為此時的液體下流時所受的

49、壓力差與A管中液面高度有關。21、 用烏氏黏度計測黏度時，烏氏黏度計的毛細管太粗或太細，對實驗測定結果有何影響?如何選擇合適的毛細管?答：粘度計毛細管太粗，流出時間太短，溶液與溶劑流出時間之比不是準確地等于兩者粘度之比，由此計算出的分子量將有較大誤差，需要做動力學校正。毛細管較細對測定結果無影響，但測定所需時間較長。一般要求溶劑的流出時間大于100s.22、特性粘度就是溶液無限稀釋時的比濃粘度，它和純溶劑的粘度有無區(qū)別?為什么要用來求算高聚物的相對分子質量? 答：特性粘數的量綱與粘度的不一樣，特性粘數不是粘度這種物理概念。能利用它求分子量是因為分子量和特性粘數存在如下關系：。23、評價粘度法測

50、定水溶性高聚物相對分子質量的優(yōu)缺點，適用的相對分子質量范圍是多少?并指出影響準確測定結果的因素。答：粘度法測定高聚物相對分子質量，優(yōu)點：設備簡單，操作方便，有相當好的實驗精度，缺點：實驗操作要求嚴格，粘度計的干凈干燥度、垂直程度，恒溫程度等均會帶來實驗誤差；其適用的相對分子質量范圍為104-107。實驗的關鍵和準確度在于測量液體流經毛細管的時間、溶液濃度的準確度和恒溫程度。24、粘度法測定高聚物的分子量實驗中，用烏氏黏度計測黏度時，粘度計為什么要洗凈并干燥？答：對于粘度計，有時微量的塵土、油污等都會產生局部的堵塞現象，從而影響溶液在毛細管中的流速，所以要洗干凈，若不干燥則會稀釋溶液濃度則會使測

51、定的時間比實際的變短，從而引起較大的實驗誤差，所以要洗凈干燥。25、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，每加入一次溶劑，為什么要恒溫？答：因為液體粘度的溫度系數較大，溫度對其影響大，所以要嚴格恒溫，否則難以獲得重現性結果。26、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，每加入一次溶劑稀釋時，為什么要用洗耳球抽吸？答：為使?jié)舛然旌暇鶆?，以免產生實驗誤差。27、在粘度法測定高聚物的分子量實驗中，測定粘度時，粘度計為什么要垂直放置？答：因為測定時粘度計中的液體完全是靠重力落下，若不垂直的話會減慢液體流速，從而測定的時間比實際的要長，產生較大的實驗誤差。28、用粘度法測高聚物的分子量實驗中，為什么不晃動粘度計？

52、 答：晃動粘度計會影響時間的測定，從而產生實驗誤差。5、 Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定1、溶膠是什么？其具有什么特征？答：溶膠是一種半徑為10-9-10-7m(1-100nm)固體粒子(稱分散相)在液體介質(稱分散介質)中形成的多相高分散系統(tǒng)。由于分散粒子的顆粒小，表面積大，其表面能高，使得溶膠處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，這是溶膠系統(tǒng)的主要特征。2、溶膠的制備方法有哪些？本實驗用什么方法制備Fe(OH)3溶膠？ 答：溶膠的制備方法可分為分散法和凝聚法。分散法是用適當方法把較大的物質顆粒變?yōu)槟z體大小的質點；凝聚法是先制成難溶物的分子(或離子)的過飽和溶液，再使之相互結合成膠體粒子而得到溶膠。

53、本實驗是采用化學凝聚法制備Fe(OH)3溶膠，即用FeCl3溶液在沸水中進行水解反應制備成Fe(OH)3溶膠，反應式如下：Fe(OH)3溶膠的膠團結構式可表示為： Fe(OH)3m n Fe3+ ，(3n-x)Cl x+ x Cl。 3、水解反應制備成的Fe(OH)3溶膠為何需要純化？如何純化？答：用上述方法制得的Fe(OH)3溶膠中，除Fe3+與C1-外，還有許多雜質離子，對溶膠的穩(wěn)定性有不良的影響，故必須除去，稱為溶膠純化。實驗室對溶膠純化，大多采用滲析法。滲析法是利用離子能穿過半透膜進入到溶劑中，而膠粒卻不能穿過半透膜。所以，將溶膠裝入半透膜制成的袋內，將該袋浸入溶劑中，離子及小分子便透

54、過半透膜進入溶劑，若不斷更換溶劑，則可將溶膠中的雜質除去。4、電泳是什么？ 答：在溶膠中，由于膠體本身的電離或膠粒對某些離子的選擇性吸附，使膠粒的表面帶有一定的電荷。在外電場作用下，膠粒向異性電極定向移動，這種現象稱為電泳。5、電勢是什么？ 答：發(fā)生相對移動的界面稱為切動面，切動面與溶液本體之間的電勢差稱為電動電勢或電勢。電勢的數值與膠粒性質、介質成分及溶膠濃度有關。電勢是表征膠粒特性的重要物理量之一，在研究溶膠性質及實際應用中起著重要的作用。溶膠的穩(wěn)定性與電勢有著直接的關系，電勢的絕對值越大，表明膠粒所帶電荷量越多，這樣膠粒間排斥力也就越大，溶膠越穩(wěn)定；反之則表明溶膠越不穩(wěn)定。當電勢為零時，

55、溶膠的穩(wěn)定性最差，此時可觀察到溶膠的聚沉。6、本實驗如何測定Fe(OH)3溶膠的電勢？答：原則上，溶膠的電動現象電泳、電滲、流動電勢、沉降電勢)都可以用來測定電勢，但電泳是最常用的測定方法。電泳法可分為宏觀法和微觀法。宏觀法的原理是觀察溶膠與另一種不含膠粒的電解質溶液的界面在電場中的遷移速度，也稱界面電泳法。微觀法則是直接觀察單個膠粒在電場中的遷移速度。對于高分散的溶膠(如As2S3溶膠、Fe(OH)3溶膠)或過濃的溶膠，不易觀察個別膠粒的運動，只能采用宏觀法。對于顏色太淡或過稀的溶膠則適宜用微觀法。本實驗采用宏觀法。本實驗采用U形管電泳儀在一定的外加電場強度下測定Fe(OH)3膠粒的電泳速率計算其電勢。原理圖如圖86-1所示。在電泳儀兩極間接上電位差U(V)后，在t(s)時間內溶膠界面移動的距離為d (m)，即溶膠電泳速度v(ms-1)為： （1）當輔助液的電導率與溶膠的電導率相差很小時，相距為L（m）的兩極間的電位梯度平均值H(Vm-1)為： （2）如果輔助液的電導率0與溶膠的電導率相差較大，則在整個電泳管內的電位降是不均勻的，這時需用下式求H： （3）式中LK為溶膠兩界面距離。