物理化学实验总结 上师大版.doc

物理化学实验总结物理化学实验总结（2011年）生命与环境科学学院09级应用化学李晓娟凝固点降低测相对分子质量一、实验目的：1掌握一种常用的测相对分子质量的方法。2通过实验加深对稀溶液依数性质的理解。3.掌握贝克曼温度计的使用。二、实验原理溶液的凝固点：在一定压力下，固体溶剂与溶液成平衡共存时的温度。稀溶液具有依数性，稀溶液的凝固点低于纯溶剂。在确定了溶剂的种类和数量后，溶液凝固点降低值仅仅取决于所含溶质分子的数目。T*fffmM的单位为g/mol凝固点降低值的多少，直接反映了溶液中溶质的质点数目。需要注意的是，1、溶质在溶液中有离解、缔合、溶剂化和络合物生成等情况存在，则不能简单地应用公式。2、浓度稍高时，已不是稀溶液，致使测得的相对分子质量随浓度的不同。所以采用外推法。由此可见，实验的成功与否决定于凝固点的精确测量。因此实验中要控制过冷程度，不能大，并且每次的过冷程度要一样。3、 仪器与试剂低温恒温槽；数字贝克曼温度计；压片机；移液管；吸耳球；停表；环己烷；萘；4、 操作步骤1. 按图将仪器安装好。取自来水注入冰浴槽中（水量以注满浴槽体积的2/3为宜），然后加入冰屑以保持水温在3-3.5摄氏度。2. 纯溶剂环己烷的凝固点的测定：用移液管25ml环己烷注入冰冻管中。并把冷冻管插入作为空气浴的外套管中，均匀缓慢的搅拌以每1-2s一次为宜，注意温度变化。当水银柱降到温度计刻度范围内时，开动停表，每20s记录一次。读数精确到0.002做完一次以后，取出冷冻管用手温热之，是析出的结晶全部融化，按上述方法在测定二次。3. 溶液凝固点的测定：取出冷冻管，用手温热之，是环己烷结晶融化。用压片机制成重约0.06-0.09g的萘片，用分析天平精确称重。然后由加样口投入冷冻管内的溶剂中，防止黏着于管壁温度计或搅拌器上。待萘全部溶解后，按上述方法，测定溶液的冷却曲线。重复三次。再取溶质一片由加样口投入冷冻管中，同法测定三次。五、实验注意事项：1冰浴温度不低于溶液凝固点3为宜。2测定凝固点温度时，注意过冷温度不能超过05。3溶剂，溶质的纯度都直接影响实验的结果。防止水进入溶液中。六、数据处理：计算相对分子质量1苯的密度公式：(gcm3)0.9001103t2苯的冰点下降常数Kf5.12，代入测量的温度差T，计算出萘的相对分子量。3.萘的相对分子量的理论值为128.17g/mol，计算测量的相对误差。七、思考题：1.凝固点降低法测相对分子量公式，在什么条件下才能适用？答：非挥发性溶质的稀溶液，适用于稳定的大分子化合物，浓度不能太大也不能太小。2.在冷却过程中，冷冻管内固液相之间和寒剂之间，有哪些热交换？，它们对凝固点测量有何影响？答：凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测量仪的传感器等存在热交换。因此，如果搅拌棒与温度传感器摩擦会导致测定的凝固点偏高。测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低。3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情况时，对相对分子量的测量值影响如何？答：溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，凝固点降低法测定的相对分子质量为溶质的解离、缔合、溶剂化或者形成的配合物相对分子质量，因此凝固点降低法测定出的结果反应了物质在溶剂中的实际存在形式。4.影响凝固点精确测量的因素有哪些？答：称量误差、测量误差；控制过冷程度、搅拌速率，溶剂苯的纯度、温度计读数等。影响测定结果的主要因素有控制过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度等。本实验测定凝固点需要过冷出现，过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低，因此需要控制过冷程度，只有固液两相的接触面相当大时，固液才能达到平衡。实验过程中就是采取突然搅拌的方式和改变搅拌速度来达到控制过冷程度的目的；寒剂的温度，寒剂温度过高过低都不利于实验的完成。5、.根据什么原则考虑加入溶质的量？太多或太少影响如何？答：溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定，因为凝固点降低是稀溶液的依数性，所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小，容易测定，又要保证是稀溶液这个前提。如果加入量过多，一方面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点的测定，另一方面有可能超出了稀溶液的范围而不具有依数性。过少则会使凝固点下降不明显，也不易测定并且实验误差增大。6.空气套筒的作用是什么？本实验应注意哪些问题？答：使降温速度缓慢，有利于相平衡7.为什么要先测近似凝固点？答：为了控制过冷深度。过冷太小，温度回升不明显，不易测量。过冷太大，测量值偏低。8.根据什么原则考虑加入溶质的量？加入太多或太少时影响如何？答：溶质加入的量一使T=0.5度为宜。加入量太多，溶液较浓，不符合稀溶液的测量条件：加入量太少，T降低太小，不易测量，且测量准确度较差。9.为什么会产生过冷现象？如何控制过冷程度？答：如果溶液较纯净且冷却速度较快，溶液中不易产生结晶中心，会产生过冷现象。过冷至一定程度时，通过快速搅拌并摩擦管壁产生结晶中心或加入晶种，可使晶体结晶析出，达到控制过冷程度的目的。10.在过冷过程中，凝固点管内液体有哪些热交换存在？它们对凝固点的测定有何影响？答：(1)与寒剂间存在热交换，若寒剂温度偏低，会使测量值偏低;(2)与内管搅拌棒.温度计间存在热交换。搅拌及摩擦产生的热量和温度计传入的热量会使测量值偏高。因此，实验时，当温度回升后，应缓慢搅拌；应使用热容值较小的温度计测温，使用水银温度计时需进行露茎校正11为什么测定溶剂的凝固点时，过冷程度大一些对测定结果影响不大，而测定溶液凝固点时却必须尽量减少过冷现象?答：过冷程度大，温度回升不到凝固点，测量出凝固点偏低。12.实验中为什么每次过冷程度都要一致？答：因为过冷程度不同，析出的固体两多少同，溶液的浓度也同，测出凝固点也会不同。13.为什么对溶液测量时，析出的固体越少越好？答：析出的固体越少，溶液的浓度变化越小，凝固点变化小，测量误差小。实验注意事项1、将已调好并擦干的贝克曼温度计插入冷冻管时；再次测量之前将体系温热、搅拌而使苯结晶全部溶化时；把萘加入体系并使其溶解时；请注意：绝不能让温度计中的水银柱与贮槽中的水银相接！2、每组（三次）数据测定时过冷程度要一致。搅拌应无摩擦。3、使用贝克曼温度计时请先阅读教材P44的注意事项，一定要小心！4、量取苯时应先读室温。5、冷却管从冰水浴中取出后，必须迅速、彻底擦干后才能放入空气套管中，并注意保持空气套管干燥。液体饱和蒸汽压的测定实验注意事项1、放入空气必须小心，防止过多使空气倒灌，否则重新抽气排气。2、放入空气少许过量时作如下处理：（1）若温度尚未平衡，过一会自动纠正。（2）若温度已平衡，合适旋动活塞使大瓶和小瓶短时间接通。（3）稍微把温度升高一点。3、实验结束后旋三通活塞使系统与大气相通，缓缓放入空气至U型水银压力计两边汞柱水平4、注意抽气时先开启真空泵后打开体系与缓冲瓶间的活塞；停止抽气时先关体系并使大气与真空泵相通，再关真空泵。5、清理实验台，关掉冷凝水，拔掉电源插头。四、思考题1、在试验过程中，为什么要防止空气倒灌？如果在等压计I与III管之间有空气对测定沸点有何影响？怎样判断空气以被赶净？答：内压-大气压=所测压力=饱和蒸汽压+空气压力而一定温度下饱和蒸汽压一定。则所测内压增大。计算出来的饱和蒸汽压就比真实的大。测得的压强就不是异丙醇的饱和蒸汽压了2、能否在加热情况下检查是否漏气？答：不能。加热过程中温度不能恒定，气液两相不能达到平衡，压力也不恒定。漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气液两相无法达到平衡，从而造成所测结果不准确。3、 怎样根据压力计的读数确定系统的压力？答：4、体系的平衡蒸气压是由什么决定的？与液体的量和容器的大小是否有关？答：体系的平衡蒸汽压由温度和物质的本性决定，与液体的量和容器的大小无关5、等压管上配置的冷凝管其作用是什么？答：降低空气对实验结果的影响6、恒温槽中的温度计应放在何处为宜？答：温度计应悬在恒温槽中靠近测定体系的地方。7、测定液体饱和蒸汽压的方法有哪些？说明误差来源。络合物组成和不稳定常数的测定等摩尔系列法1、 如何配制等摩尔系列溶液？答：在维持金属离子M和配位体A总浓度不变的条件下，取相同浓度的M和A溶液配成一系列的CM/(CM+CA)不同的溶液，用NaOH和H2SO4调整pH.2、 怎样确定络合物的组成？答：随溶液浓度的改变，测定络合物含量相应发生变化的物理量，如光密度，作出组成-性质图，从曲线的极大点可直接得到络合物的组成。根据朗伯比尔定律：D=lgI0/I=acl3、如果除络合物外，金属离子和配位体亦吸光，应该怎样校正？答：当光密度D-组成图上，联结配位体浓度为零和金属离子浓度为零的两点的直线，该直线上所标示的不同组成溶液的光密度值可以认为是有金属离子M和配位体A吸收所引起的，因此把实验所观察到的光密度值D减去对应组成上该直线的光密度值D，所得差值D=D-D就是该溶液中络合物的光密度值。然后做D-CM/(CM+CA)图，从极大点可求得络合物的组成。异丙醇-环己烷双液系相图一、 实验目的：1. 了解物理化学实验手段中常用的物理方法光学方法的基本原理。2. 绘制异丙醇环己烷双液系的沸点组成图，确定其恒沸组成及恒沸温度。3. 进一步理解分馏原理。4. 掌握阿贝折射计的原理及使用方法。二基本原理：根据相律：f+f=c+2，对二组分体系：f=4-f，fmax=3(T，P，x)。对于二组分体系，常常保持一个变量为常量，而得到立体图形的平面截面图。这种平面图可以有三种：p-x图，T-x图，T-p图。常用的是前两种。在平面图上，f*=3-f，f*max=2，同时共存的相数fmax=3。单组分的液体在一定外压下，它的沸点是一定值，把两种完全互溶的挥发性液体（组分A和B）互相混合后，在某一定温度下，平衡共存的气液两相的组成，通常并不相同，因此如果在恒压下将溶液蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的折射率，就能找出平衡时气液两相的成分，并绘出沸点组成（Tx）图线，在常温下，两种液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系称之为完全互溶双液系。完全互溶双液系在恒定压力下的沸点组成图可分为三类：（1）溶液沸点介于两纯组分沸点之间（如图1），（2）溶液存在最低沸点（图2）和（3）溶液存在最高沸点（图3）。（2）、（3）被称为具有恒沸点的双液系，即体系处于恒沸点时气、液两相的组成相同，其相应的溶液称为恒沸点混合物。此时对恒沸点混合物进行蒸馏，所得气相与液相组成相同，因此我们不能用普通蒸馏方法获得任一纯组分。异丙醇环己烷双液系属于具有最低恒沸点一类的体系。Tx图在进行蒸馏或分馏时是必不可少的，而分馏在提纯溶剂和石油工业中也得到广泛应用，所以这种图是具有很大的实用价值的。本实验的目的就是要绘制异丙醇环己烷的Tx图并找出恒沸点混合物的组成。1沸点组成图的绘制为了绘制沸点组成图，可采取不同的方法。在本实验中，我们采用的是一种物理方法通过折射率的测定，来间接的获取溶液组成，它具有简捷、准确的特点。本实验就是利用回流及分析的方法来绘制相图。取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及气、液相组成。沸点数据可直接由温度计获得，气、液相组成可通过测其折射率，然后由组成折射率曲线中最后确定。以沸点对组成作图，将所有的气、液相组成连起来，即成相图。2阿贝折射计的原理与使用原理：利用折射率的原理制成的。参考图7.7。使用：（1）将超级恒温槽调到测定所需要之温度（20），并将此恒温水通入阿贝折射计的两棱镜恒温夹套中，检查棱镜上的温度计的读数。如被测样品浑浊或有较浓的颜色时，视野较暗，可打开基础棱镜上的圆窗进行测量。（2）阿贝折射计置于光亮处，但避免阳光直接照射，调节反射镜，使白光射入棱镜。（3）打开棱镜，滴12滴无水乙醇（或乙醚）在镜面上，用擦镜纸轻轻擦干镜面，再将棱镜轻轻合上。（4）测量时，用滴管取待测试样，由位于两棱镜上方的加液孔将此被测液体加入两棱镜间的缝隙间，旋紧锁钮，务使被测物体均匀覆盖于两棱镜间镜面上，不可有气泡存在，否则重新取样进行操作。（5）转棱镜使目镜中能看到半明半暗现象，让明暗界线落在目镜里交叉法线交点上，如有色散现象，可调节消色补偿器，使色散消失，得到清晰的明暗界限。（6）测完后用擦镜纸擦干棱镜面。简单可表示为：仪器安装加样对光左下按钮粗调明暗面右上按钮细调消色散读数仪器校正（纯水的nD20=1.3325）3 实验装置图：四实验步骤：1.将超级恒温槽恒温至20C，安装好仪器。2. 在干净的烧杯中加入2030ml所测溶液，从移取液相的瓶口倒入，温度计的水银球一半浸在液体中，一半在气相中，水银球离电热丝2-3mm，打开回流冷凝管，插上14V直流电源加热。（注意：在没有加入液体之前，一定不要通电，以防烧坏电阻丝）3. 加热沸腾后，用小电源加热（换12V），沸腾一段时间后看温度稳定后停止加热，（注意：一定要拔下电源插头），记下此时的温度（即沸点），其间倾倒2-3次气相组成液。用盛水的大烧杯冷却后用抹布擦干，防止水进入试样。4. 分别从液相（烧瓶底部）和气相（冷凝管底部）用滴管吸取液体，（注意：滴管一定要干燥，每次要用电吹风机吹干；另外取气相液时滴管要垂直；）测其折射率。（注意：每测一次样品，都要用搽镜纸将镜面搽干净，镜面上的液体要均匀，不可有气泡）。每做完一个样品，要将剩余液体倒回原瓶，不要倒错。按照上述步骤再做下一个。通过折射率组成工作曲线（给出，不需做实验）得到相应温度下气液相的组成。五数据记录：异丙醇环己烷一定组成溶液的折射率异丙醇重量百分数（%）0.007.8515.1522.0232.6241.6651.7274.01100.00溶液的折射率1.42631.42101.41681.41301.40771.40291.39831.38821.3773溶液沸点、折射率及组成溶液沸点73.3070.2069.0069.7071.3078.20气相冷凝液折射率1.41211.40981.40721.40621.40501.3942组成（%）24.9329.6735.0337.0939.5661.81液相折射率1.42411.41871.40711.39891.39081.3810组成（%）0.2111.3335.2352.1368.8289.01恒沸温度：69.4oC恒沸组成：异丙醇%=32气压：po六实验注意事项：1.沸点仪没加液体，不得加热，防止电热丝烧断。2. 测试样品前一定要断电，用自来水冷却半分钟，然后用抹布擦干。防止水进入试样。取气相液滴需要垂直，做完后试样倒回原瓶，不要倒错，重做下一个。3. 低压直流电14伏。4. 在分馏液取样口处应加一干燥设备。5. 气液相反复倾倒23次，以确保气液达平衡。倾倒时，速度要快，防止电热丝被烧断。6. 温度计的水银球应一半在液体中，一半在气相中（气液平衡）。7. 盛气相冷凝液的部位不可太大，只需盛一滴即可，若太大，不易达平衡。8. 滴管一定要干燥，用吹风机吹干。9. 滴水后，调下旋钮有色彩，调上旋钮消色散。调明暗界限恰好通过十字线交点。（蒸馏水nD20=1.3331）读数镜筒太暗，可调旁边窗口盖成45o角。10. 由于整个体系并非绝对恒温，气、液两相的温度会有少许差别，因此沸点仪中，温度计水银球的位置应一半浸在溶液中，一半露在蒸气中。11. 折光仪用后打开自然挥发或用滤纸吸干下片，扇风挥发（不可擦）上片。12. 停止加热后要适当冷却（约25或30）再取样，测折光率动作要快，防止挥发改变成分。13. 吸液管轮换使用，保持清洁干燥，不能带入残液。14. 实验后将加热器取出，并将沸点仪倒夹在实验台上。15. 6作图：图纸取10-12cm，以1cm或2cm代表1，曲线连接平滑。16.7 结果讨论：1气液相应反复倾倒23次，以确保气液达平衡。2温度计的水银球应一半在液体中，一半在气相中，以确保气液达平衡，否则将影响实验结果。3滴管一定要用吹风机吹干，否则由于滴管上的残留液，而影响气相或液相的组成。4恒温槽中的水的温度应始终保持恒定，否则将影响气相或液相的折光率，从而影响气相或液相的组成。5气相或液相的折光率的测定准确与否，将直接影响实验结果。八思考题：1操作步骤中，在加入不同数量的各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制有无影响？为什么？答：加入各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制无影响，因为最终液体的组成是通过对折光率的测定，在工作曲线上得出，所以无影响。2折射率的测定为什么要在恒定温度下进行？答：因为折射率与温度有关，所以在测量时要在两棱镜的周围夹套内通入恒温水，保持恒温。3影响实验精度的因素之一是回流的好坏。如何使回流进行好？它的标志是什么？答：要使回流进行好，必须使气液多次充分接触，所以玻璃陶管不可缺，这样沸腾时才能不断撞击水银球，使气液两相平衡。它的标志是温度指示数恒定。4对应某一组成测定沸点及气相冷凝液和液相折射率，如因某中原因缺少其中某一个数据，应如何处理？它对相图的绘制是否有影响？答：沸点的数据不能少，其它可以少。对于缺少的数据，可由它们的趋势找出其它点。5正确使用阿贝折射仪要注意些什么？（课本P87）6由所得相图，讨论某一组成的溶液在简单蒸馏中的分离情况？答：若组成在0x之间，蒸馏会得到A和C；若组成在x1之间，蒸馏将会得到C和B。若组成为x，则蒸馏只会得到恒沸混合物C。4、 过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？答：根据相图测定原理，过热时将导致液相线向高温处移动，就是向上移动。分馏作用会导致出来的气相组分含有的易挥发成份偏多，该气相点回向易挥发组分那边偏5、平衡时，气液两相温度应不应该一样？实际是否一样？怎样防止温度的差异？答：应该一样，实际有一定误差，在测定处加保温棉。6、在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？答：当溶液出现过热或出现分馏现象，会使测沸点偏高，所以绘出的相图图形向上偏移。7、为什么工业上常产生95酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获的无水酒精？答：因为种种原因在此条件下，蒸馏所得产物只能得95%的酒精。不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精，95%酒精还含有5%的水，它是一个沸点为的共沸物，在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分，所以利用分馏法不能除去5%的水。试剂无水已醇是用分子筛吸附的方法生产的。8、讨论本实验的主要误差来源。答：本实验的主要来源是在于，给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定，而是视加热的时间长短而定因此而使测定的折光率产生误差。9、蒸馏时，因仪器保温条件欠佳，在蒸气达到小球1前，沸点较高的组分会发生部分冷凝，这将使Tx图发生怎样的变化？答：气偏低，液偏高。10、估计那些因素是本实验主要的误差原因？答：温度，回流好坏，测时要迅速计时，防止反应液挥发。电导法测定难溶盐的溶解度一、实验目的1.掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法2.掌握电导率仪的使用方法二、基本原理惠斯顿电桥由电导率仪测出由离子独立移动定律，查表计算或3、 装置图4、 仪器及试剂- 3 -超级恒温槽一套；DDS307型电导率仪一台；电导电极（镀铂黑）一支；锥形瓶（200ml）四个；0.02mol/l化钾溶液；硫酸铅（A.R.）五、操作步骤1、制备硫酸铅饱和溶液。2、用0.02mol/L氯化钾溶液校正电导池常数。用25，0.02mol/lKCL溶液。查附录，其。若实测，则。或把电导电极插入KCL溶液，若显示，只需调“常数”旋钮，使显示为，然后把“选择”开关指向“检查”，此时显示值即为3、测水电导率。4、测硫酸铅溶液电导率。五、结果记录与处理次数11.0393.6745.023.4845.733.3545.7平均值1.0393.5045.5=(查附录二十三)溶解度S=CM=1.39110-40.303=4.2110-5(无单位)或S=4.2110-2g/l六、实验注意事项1.配制溶液需用电导水（电导率小于1us/cm）。处理方法是，向蒸馏水中加入少量高锰酸钾，用硬质玻璃烧瓶进行蒸馏。2.饱和溶液必须经三次煮沸制备，以除去可溶性杂质。3.温度对电导有较大影响，所以测电导率时必须在恒温槽中恒温后方可测定。4.铂黑电极上的溶液不能擦，用滤纸吸，以免破坏电极表面积。电极不用时，应保存在蒸馏水中不可使之干燥，防止电极干燥老化。5.测水及溶液电导前，电极要反复冲洗干净，特别是测水前。七、思考题简答结果要求及偏差原因1.结果要求=C=溶解度S=CM=410-5510-5(无单位)或S=410-2g/l2偏差原因若pbso4中可溶性杂质未完全去除，则所测电导率偏大，导致结果偏大。8、 讨论题1、 为什么要测定电导池常数？如何测定？答：对于确定的电导池来说，l/A是常数，称为电导池常数。它可以通过测定已知电导率的电解质溶液的电导（或电阻）来确定。2、 测定溶液的电导为什么要用交流电桥？能否用直流电桥？答：因为直流电通过电解质溶液时由于电解作用改变了电解质溶液的浓度和性质，并可能在电极上析出物质而改变电极的本质。不能用直流电桥。3、 交流电桥平衡的条件是什么？答：相对桥臂的阻抗的乘积相等，即Z1Z3=Z2Z4。金属相图实验注意事项：1、内外控转换开关不允许带电操作，转换时应切断电炉和控温仪电源，以免烧坏仪器。2、避免温度过高而使样品发生氧化变质，否则体系的组成发生变化。3、不能在一个步冷曲线的测试中不断改变冷却速度（即环境的温度），否则达不到均匀冷却而直接影响实验结果。4、降温速度不能太快，一般控制在5-7/分。5、合金有两个转折点，必须待第二个转折点测完后方可停止实验，否则须重新测定。6、实验结束时应将“加热量调节”旋钮和“冷风量调节”旋钮按逆时针旋到底位，然后切断电炉和控温仪电源。思考题：1、何谓热分析法？用热分析法绘制相图时应注意些什么？答：热分析法是相图绘制工作中的一种常用的实验方法，按一定比例配制均匀的液相体系，让他们缓慢冷却，以体系温度对时间作图，则为步冷曲线。曲线的转折点表征了某一温度下发生的相变的信息。2、用相律分析在各条步冷曲线上出现平台的原因。答：因为金属熔融系统冷却时，由于金属凝固放热对体系散热发生一个补偿，因而造成冷却曲线上的斜率发生改变，出现折点。当温度达到了两种金属的最低共熔点，会出现平台。3、为什么在不同组成融熔液的步冷曲线上，最低共熔点的水平线段长度不同？答：不同组成，各组成的熔点差值不同，凝固放热对体系散热的补偿时间也不同。4、为什么要控制冷却速度，不能使其迅速冷却？答：使温度变化均匀，接近平衡态，必须缓慢降低温度，一般每分钟降低5度。5如何防止样品发生氧化变质？答：温度不可过高，空气不能过多和样品接触。6.样品融熔后为什么要保温一段时间再冷却？答：使混合液充分混融，减小测定误差。液相平衡实验注意事项1、反应体系中各组分的浓度必须准确，移液管不能乱用，操作规范。2、测量时动作应迅速准确以保温度恒定（读数后用温度计直接测量比色皿中溶液的温度，与恒温槽温度一起求平均值）。3、比色皿放入比色槽之前一定要用擦镜纸擦干净。思考题答：若浓度过高，反应不止进行那一步，伴随着副反应的进行，生成多配体化合物。答：对1号容量瓶Fe3+离子与SCN-离子反应达到平衡时，可认为SCN-全部消耗，此平衡时硫氰合铁离子的浓度即为反应开始时硫氰酸根离子的浓度，既有=3、测定溶液光密度时，为什么需要空白溶液，如何选择空白也？答：新配溶液中可能含有一些具有旋光性的杂质，需要空白溶液校准。一般选用标准溶液或蒸馏水作为空白。4、如何测定或求摩尔消光系数？本实验为什么不测定摩尔消光系数？答：由A=lC可知，配制一系列溶液，分别测定吸光度，用吸光度对浓度作图，得到的直线斜率即为摩尔消光系数。本实验中用的是比值5、测定溶液的光密度时应注意些什么？答：光密度即吸光度，用分光光度计测即可。6、对液相反应为什么要控制离子强度？如何控制？答：液相反应属于离子反应，离子强度对反应有很大的影响，实验时，应加以KNO3作为辅助介质，降低离子强度。7、讨论本实验的误差来源。答：影响温度测定：温度计的插入深度、沸腾的程度等；影响组成测定的：移动沸点仪时气相冷凝液倒流回液相中、测定的速度慢，计时快慢等。溶解热的测定一、实验目的1. 了解电热补偿测定热效应的基本原理。2. 通过电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在水中的微分冲淡热，积分冲淡热和微分溶解热。3. 掌握溶解热测定装置的使用。二、实验原理溶解热：物质溶解于溶剂过程的热效应。它有积分溶解热和微分溶解热两种。积分溶解热（Qs）：在一定T、P下，当一定量的溶质溶解于一定量的溶剂时，溶液的浓度从零（纯溶剂）变到某一数值所产生的热效应，它等于溶解过程中总的热量变化。微分溶解热：在一定T、P下，在指定浓度的溶液中加入微量溶质所产生的热效应。由于在溶解过程中溶液浓度可实际上视为不变，因此也称为定浓溶解热，以表示。积分稀释热（Qd）：在一定T、P下，将一定量的溶剂加到一定量的溶液中使之稀释所产生的热效应。微分稀释热：在一定T、P下，在指定浓度的溶液中加入微量溶剂时所产生的热效应，用。其中积分溶解热由实验直接测定，其他三种热效应可通过Qsn0曲线求得：设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为和，溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为和，对于n1摩尔溶剂和n2摩尔溶质所组成的体系而言，在溶剂和溶质未混合前：H=n1+n2，当混成溶液后：n1+n2，所以溶解热为：n1（）+n2（）=n1式中为在指定浓度溶液中溶质与纯溶质摩尔焓的差。即为微分溶解热。而为该浓度溶液的微分稀释热。根据积分溶解热的定义：Qs=，所以在Qsn0曲线上，不同Qs点的切线斜率为对应浓度溶液的微分稀释热，该切线在纵坐标上的截矩为微分溶解热，不同两Qs点的积分溶解热之差即为积分稀释热。本实验测硝酸钾溶解在水中的溶解热，是一个溶解过程中温度随反应进行而降低的吸热反应，故采用电热补偿法测定。先测定体系的起始温度T，当反应进行后温度不断降低时，由电加热法使体系恢复起始温度，根据所消耗的电能求出其热效应Q。Q=Ivt（J）三、仪器和试剂溶解热测定装置一套，秒表1只，称量瓶8只（2040mm），一只（3570mm）硝酸钾A.R约26g四、实验步骤图3.1溶解热测定装配图1.磁力搅拌器； 2.搅拌磁子； 3.杜瓦瓶； 4.漏斗；5.传感器；6.SWCIIC数字贝克曼温度仪1. 在台天平上称取216.2g蒸馏水于量热器中，在天平上称取2.5g、1.5g、2.5g、3.0g、3.5g、4.0g、4.0g和4.5g硝酸钾并放入干燥器中。2. 将量热器上的加热器插头与WLS2输出相接，将传感器与SWCIID接好并插入量热器中。将WLS2粗调、细调旋钮逆时针旋到底，打开WLS2电源，此时，加热器开始工作，调节WLS2电流，使电流和电压的乘积P=IV为2.5W左右（初始值）3. 打开SWCIID电源和搅拌器电源，待量热器中温度加热至高于环境温度0.5左右时，按采零键并锁定，同时将量热器加料口打开，加入编号1样品，并开始计时，此时温度开始变为负温差。4. 当温度值显示为零时，加入第二份样品并记下此时加热时间t1，此时温差开始变负，再加入第三份样品，并记下加热时间t2，以下依次反复，直至所有样品加完测定完毕。5. 算出溶解热Q=Ivt（t为加热时间）五、数据记录与处理tmKNO3Qsn01. 计算n水，计算每次加入硝酸钾后的累计质量mKNO3和通电累计时间t。2. 计算每次溶解过程的热效应。Q=Ivt3. 将算出的Q值进行换算，求出当把1mol硝酸钾容于n0摩尔水中的积分溶解热Qs，Qs=4.将以上数据列表作Qsn0图，从图中求出n0=80、100、200、400处的积分溶解热和微分稀释热。以及n0从80100、100200、200300、300400的积分稀释热。五、实验记录室温： 20.4 , 大气压： 100.05 kPa表3.1 加氯化钾前后每分钟温度读数记录顺序加氯化钾前加氯化钾后时间/min12345678123456789101112温度/18.35918.36418.37318.37818.38418.3918.39718.40417.23517.24217.25317.26217.27017.27917.28717.29817.30617.31417.32317.326表3.2 第一次加硝酸钾前后每分钟温度读数记录顺序加硝酸钾前加硝酸钾后时间/min12345678123456789101112温度/18.93218.93818.94318.94818.95118.95618.96118.96417.85517.86117.86817.87417.88017.88617.89217.89817.90317.90817.91417.920表3.3 第二次加硝酸钾前后每分钟温度读数记录顺序加硝酸钾前加硝酸钾后时间/min12345678123456789101112温度/17.92417.92917.93417.93917.94317.94917.95417.95816.86916.87416.88116.88716.89416.89916.90616.91116.91716.92216.92816.934六、数据处理1. 由于杜瓦瓶并不是严格的绝热系统，因此在盐溶解过程中系统与环境仍有微小的热交换。为了消除热交换的影响，求得没有热交换时的真实温度差t，可采用如图3.2的作图外推法。即根据实验数据, 先做出温度时间曲线，并认为溶解是在相当于盐溶解前后的平均温度那一瞬间完成的。过此平均温度做一水平线与曲线交于M点，过M点作一垂线，与上下两段温度读数的延长线交于A、B两点，相应的t即为所求的真实温度差。为了提高读数的精度，可以把外推部分放大。2计算量热计热容C3。C3 = m1/MsolHm/T m1c1m2c2=10.3/74.56/1.16950010-6998.14.18310.310-3668.810-30.0589 kJK-13计算硝酸钾在溶液温度下的溶解焓。第一次KNO3溶解热solHmm1c1+m2c2+C3T M/ m1101.103/7(710-3894510-3+50010-6998.14.183)+0.0589(1.120)35.73 kJmo1-1第二次KNO3溶解热solHmm1c1+m2c2+C3T M/ m1101.103/7(710-3894510-3+50010-6998.14.183)+0.0589(1.045)33.34 kJmo1-1表3.4 数据处理表量热计热容的测定硝酸钾溶解热测定第1次 7g第2次 7g量热计中水体积/m350010-6量热计中水体积/m350010-650010-6氯化钾质量/kg10.310-3硝酸钾质量/kg7.010-37.010-3真实温差t/K-1.169真实温差t/K-1.120-1.045水的密度/kgm-3998.1溶液温度/K290.8289.82氯化钾的比热/kJkg-1K-1668.810-3硝酸钾的比热/kJkg-1K-1894510-3894510-3水的比热/kJkg-1K-14.183量热计热容/kJK-10.05890.0589量热计热容/kJK-10.0589硝酸钾的溶解热/kJmo1-135.7333.34图 3.2 温度时间曲线与外推法求温差七、思考题1. 为什么只作膨胀功的绝热系统在等压过程的焓不变?答： 因为等压绝热过程 Qp = DH = 0，即焓不变。2. 为什么要测定量热计的热容?答：因为在溶剂过程中有温度改变，则有热量变化，所以要测定量热计的热容。3. 温度和浓度对溶解热有无影响?答：有。温度、压力以及溶质和溶剂的性质、用量，是影响溶解热的显著因素。八、数据附录1氯化钾(s)及硝酸钾(s)在20附近的比热分别为668.8Jkg-1K-1及894.5Jkg-1K-1。2不同温度下，1mol KCl溶于200mol水中的溶解热：温度/C溶解热/J温度/C溶解热/J温度/C溶解热/J温度/C溶解热/J10199791519100201829725175561119795161893321181462617414121962317187652217995271727213194471818602231784928171381419276191844324177032917004九、仪器附录SWC11C数字贝克曼温度仪1结构特点图3.2 贝克曼温度计面板图 数字贝克曼温度仪是一种用来精密测量体系始态和终态温度变化差值的数字温度温差测量仪。它的面板如图3.2所示，其结构是通过一个非线性传感器微变量测量补偿线路实现的。该线路采用双恒流源、非线性传感器、固定电阻、高阻抗差动放大器组件和线性补偿电阻以及零调电位器组成，该温度温差测量仪解决了实验室的高精度温度温差测量。由于它具有测温度和测温差两种功能，因此在实验中可用它代替水银式贝克曼温度计。其主要特点如下： (1) 该仪器测量精度高，测量范围广，水银式贝克曼温度计温度测量只可在-20至+120范围内使用，而数字贝克曼温度仪可在50至+150使用，温度测量分辨率可以达到0.01；温差(相对温度)测量范围可以达到199.99；温差测量分辨率为0.00l。(2) 操作简单方便，安全可靠还可和微机直接结合完成温度、温差的检测、控制自动化。2控制指标和技术条件(1) 温度测量范围(温差基温范围等同)：50C +