第一篇:大學物理化學實驗思考題答案總結
大學物理化學實驗思考題答案總結
【引用】大學物理化學實驗思考題答案總結
2011-06-21 10:36:50| 分類: 化學實驗 |字號 訂閱
本文引用自天使折翼《大學物理化學實驗思考題答案總結》 液體飽和蒸氣壓的測定
1.測定液測量體飽和蒸氣壓的方法有哪些?我院物理化學實驗室采用的是什么方法?
答:(1)靜態(tài)法:在某一溫度下直接飽和蒸汽壓。
(2)動態(tài)法:在不同外界壓力下測定沸點。
(3)飽和氣流法:使干燥的惰性氣體通過被測物質,并使其為被測物質所飽和,然后測定所通過的氣體中被測物質蒸汽的含量,就可根據(jù)道爾頓分壓定律算出此被測物質的飽和蒸汽壓。
采用靜態(tài)法測定乙醇的飽和壓。
2.等壓計U型管中的液體起什么作用?冷凝器起什么作用?為什么可用液體本身作U型管封閉液?
答:(1)U型管作用:①封閉氣體,防止空氣進行AB彎管內; ②作等壓計用,以顯示U型管兩端液面上的壓力是否相等。
(2)將U型管內封閉液蒸氣冷凝,防止其“蒸干”
(3)封閉液作用是封閉和作等壓計用,可用液體本身作封閉液。若用其它液體作封閉液,則平衡時a球上方的氣體為封閉液蒸氣和乙醇蒸氣的混合氣體,測定結果偏高。
3.開啟旋塞放空氣入體系內時,放得過多應如何辦?實驗過程中為為什么要防止空氣倒灌?
答:(1)必須重新排除凈AB彎管內的空氣。
(2)AB彎管空間內的壓力包括兩部分:一是待測液的蒸氣壓;另一部分是空氣的壓力。測定時,必須將其中的空氣排除后,才能保證B管液面上的壓力為液體的蒸氣壓。
4.如果升溫過程中液體急劇氣化,該如何處理?
答:緩慢放入空氣,使系統(tǒng)壓力慢慢升高,以保持等壓計兩液面平齊,以免使等壓計內的乙醇急劇沸騰,使液封量減少。
二.二元液系相圖
1.在“二組分氣液平衡相圖的測定”實驗中,作標準溶液的折光率-組成曲線的目的是什么?
答:從標準溶液的折光率-組成曲線上可以得出某沸點下的氣相組成和液相組成。
2.在“二組分氣液平衡相圖的測定”實驗中,收集氣相冷凝液的小槽的大小對實驗結果有無影響?
答:若冷凝管下方的凹形貯槽體積過大,則會貯存過多的氣相冷凝液,其貯量超過了按相平衡原理所對應的氣相量,其組成不再對應平衡的氣相組成,因此必然對相圖的繪制產(chǎn)生影響。
3.每次加入蒸餾瓶中的三氯甲烷或乙醇是否應按記錄表規(guī)定精確計量?
答:不一定。繪制沸點-組成圖時,不必精確知道系統(tǒng)組成。需要精確知道的數(shù)據(jù)是不同系統(tǒng)組成時的沸點、氣相組成和液相組成,而氣液兩相組成可通過折光率-組成標準曲線得到。
4.如何判定氣-液兩相已達到平衡?
答:將液體緩慢加熱,當液體沸騰回流一段時間,且體系溫度計讀數(shù)穩(wěn)定時,可判定氣-液兩相已達到平衡。
三.電動勢的測定
1.為什么不能用伏特表測定原電池的電動勢?
答:電池的電動勢不能用伏特計測量,其原因是:
(1)用伏特計測量,有電流流過電池,電池的內阻電壓降使所測電動勢偏低;
(2)有較大電流通過電極時,電極極化作用使電極電勢偏離平衡電極電勢,測得的電動勢小于電池的可逆電動勢;(3)有電流通過電池時,電池會發(fā)生化學反應使溶液的濃度改變,導致電動勢的改變,從而破壞了電池的可逆性。
2.對消法(或補償法)測電動勢的原理是什么?畫出該實驗的測量線路圖,并指出實驗中常用到哪些儀器?
答:(1)利用對消法(即補償法)可以使電池在無電流(或極微弱電流)通過的條件下測得兩極間的電勢差,這時電池反應是在接近可逆條件下進行的,這一電勢差即為該電池的平衡電動勢。
(2)電路圖
(3)UJ—25型高電勢電位差計、檢流計、工作電池、標準電池、待測電池、正負電極和溫度計
3.電位差計、標準電池、檢流計及工作電池各有什么作用?
答:電位差計:利用補償法測定被測電極電動勢;
標準電池:提供穩(wěn)定的已知數(shù)值的電動勢EN,以此電動勢來計算未知電池電動勢。
檢流計:指示通過電路的電流是否為零;
工作電池:為整個電路提供電源,其值不應小于標準電池或待測電池的值。
4.測電動勢為何要用鹽橋?如何選用鹽橋以適合不同的體系?
答:(1)對于雙液電池電動勢的測定需用鹽橋消除液體接界電勢。
(2)選擇鹽橋中電解質的要求是:①高濃度(通常是飽和溶液);②電解質正、負離子的遷移速率接近相等;③不與電池中的溶液發(fā)生反應。具體選擇時應防止鹽橋中離子與原電池溶液中的物質發(fā)生反應,如原電池溶液中含有能與Cl-作用而產(chǎn)生沉淀的Ag+、Hg 離子或含有能與K+離子作用的ClO-離子,則不可使用KCl鹽橋,應選用KNO3或NH4NO3鹽橋。
5.在測定電動勢過程中,若檢流計的指針總往一個方向偏轉,可能是什么原因?
答:若調不到零點,可能的原因有:
(1)電池(包括工作電池、標準電池和待測電池)的正負極接反了;
(2)電路中的某處有斷路;
(3)標準電池或待測電池的電動勢大于工作電池的電動勢,超出了測量范圍。
四.蔗糖水解
1.本實驗是否一定需要校正旋光計的讀數(shù)?
答:不一定。數(shù)據(jù)處理時利用 對 作圖得直線,在同一臺旋光儀測定時,的差值與旋
光計的零點校正無關。
2.為什么配蔗糖溶液可用粗天平衡量?
答:本實驗只需要記錄αt~t數(shù)據(jù),根據(jù) 作圖求得反應速率常數(shù)k,數(shù)據(jù)處理時不需要知道蔗糖溶液的精確初始濃度,故配蔗糖溶液可用粗天平衡量蔗糖。
3.如何測定α∞?
答:將剩余的混合液置于55℃左右的水浴中溫熱 30分鐘,以加速水解反應,然后冷卻至實驗溫度,測其旋光度,此值即可認為是α∞。
4.本實驗的關鍵步驟是什么?如何減少誤差?
答(1)溫度對反應速度影響較大,所以整個過程應保持恒溫。用水浴加熱反應液測α∞時,溫度不宜過高,以免產(chǎn)生副反應,溶液變黃,加熱過程應同時避免溶液蒸發(fā)使糖的濃度改變,從而影響α∞的測定。
(2)由于反應初始階段速率較快,旋光度變化大,一定要注意時間的準確性。
(3)根據(jù)反應溫度,可適當增加HCl的濃度,以縮短反應時間。
五.乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)的測定
1.配制乙酸乙酯溶液時,為什么在容量瓶中事先加入適量的蒸餾水?
答:避免乙酸乙酯揮發(fā)。在容量瓶中事先加入適量的蒸餾水,可以使加入的乙酸乙酯很快溶于水中形成溶液,減少了乙酸乙酯的損失。
2.為什么要使兩種反應物的濃度相等?如何配制指定濃度的乙酸乙酸溶液?
答:(1)為了處理問題方便,在設計這個實驗時將反應物CH3COOC2H5和NaOH 取相同的初濃度a作為起始濃度。在此條件下存在下式:,以 對 作圖可得一直線,其斜率等于,由此可求得反應速率常數(shù)。(2)找出室溫下乙酸乙酯的密度,進而計算出配制100mL 與NaOH同濃度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升數(shù)V,然后用1mL 移液管吸取VmL 乙酸乙酯注入100mL 容量瓶中,稀釋至刻度即可。
3.為什么要使兩溶液盡快混合完畢?開始一段時間的測定時隔期為什么要短?
答:(1)實驗過程中,要記錄不同反應時間時體系的電導率,因此兩溶液要盡快混合,且在混合時開始按下秒表計時。
(2)反應在開始一段時間內,體系的電導率下降較快,因此這段時間測定的時間間隔期要短。
4.為何本實驗要在恒溫條件下進行,而且乙酸乙酯和氫氧化鈉溶液在混合前還要預先恒溫?
答:溫度對反應速率常數(shù)k影響很大,故反應過程應在恒溫條件下進行。
5.本實驗注意事項:
答:(1)本實驗需用電導水,并避免接觸空氣及灰塵雜質落入。(2)配好的NaOH溶液要防止空氣中的CO2氣體進入。
(3)乙酸乙酯溶液和NaOH溶液濃度必須相同。(4)乙酸乙酯溶液需臨時配制,配制時動作要迅速,以減少揮發(fā)損失。
六.表面張力的測定
1在表面張力測定的試實驗
中,為什么毛細管尖端應平整光滑,安裝時要垂直并剛好接觸液面?
答:(1)氣泡形成半球形時曲率半徑R和毛細管半徑r相等達最小值,附加壓力達最大值,由公式 可求出被測液體的表面張力。故為得到半球形氣泡,毛細管尖端應平整光滑。(2)如果毛細管尖端插入液下,會造成壓力不只是液體表面的張力,還有插入部分液體的壓力。
2.本實驗的關鍵在什么地方,如何減少誤差?
答:(1)儀器系統(tǒng)不能漏氣。(2)所用毛細管必須干凈、干燥,應保持垂直,其管口剛好與液面相切。(3)讀取壓力計的壓差時,應取氣泡單個逸出時的最大壓力差。
第二篇:大學物理化學實驗思考題答案總結
蔗糖水解速率常數(shù)的測定
1. 蔗糖水解反應速率常數(shù)和哪些因素有關?
答:主要和溫度、反應物濃度和作為催化劑的H+濃度有關。
2. 在測量蔗糖轉化速率常數(shù)時,選用長的旋光管好?還是短的旋光管好?
答:選用長的旋光管好。旋光度和旋光管長度呈正比。對于旋光能力較弱或者較稀的溶液,為了提高準確度,降低讀數(shù)的相對誤差,應選用較長的旋光管。根據(jù)公式(a)=a*1000/LC,在其他條件不變的情況下,L越長,a越大,則a的相對測量誤差越小。
3. 如何根據(jù)蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度數(shù)據(jù)計算
答: α0=〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100
α∞=〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100+〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100
式中:[α蔗糖]Dt℃,[α葡萄糖]Dt℃,[α果糖]Dt℃分別表示用鈉黃光作光源在t℃時蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度,L(用dm表示)為旋光管的長度,[蔗糖]0為反應液中蔗糖的初始濃度,[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反應完成時的濃度。
設t=20℃L=2 dm[蔗糖]0=10g/100mL 則:
α0=66.6×2×10/100=13.32°
α∞=×2×10/100×(52.2-91.9)=-3.94° ?
4. 試估計本實驗的誤差,怎樣減少誤差?
答:本實驗的誤差主要是蔗糖反應在整個實驗過程中不恒溫。在混合蔗糖溶液和鹽酸時,尤其在測定旋光度時,溫度已不再是測量溫度,可以改用帶有恒溫實施的旋光儀,保證實驗在恒溫下進行,在本實驗條件下,測定時要力求動作迅速熟練。其他誤差主要是用旋光儀測定時的讀數(shù)誤差,調節(jié)明暗度判斷終點的誤差,移取反應物時的體積誤差,計時誤差等等,這些都由主觀因素決定,可通過認真預習實驗,實驗過程中嚴格進行操作來避免。
乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)測定
電導的測定及其應用
1、本實驗為何要測水的電導率?
答:因為普通蒸餾水中常溶有CO2和氨等雜質而存在一定電導,故實驗所測的電導值是欲測電解質和水的電導的總和。
作電導實驗時需純度較高的水,稱為電導水。水的電導率相對弱電解質的電導率來說是不能夠忽略的。所以要測水的電導率。
2、實驗中為何通常用鍍鉑黑電極?鉑黑電極使用時應注意什么? 為什么?
答:鍍鉑黑的目的是為了增大電極的表面積,減小電流密度,從而降低由交流電引起的極化效應;(電導電極使用的敏感材料通常為鉑,鍍鉑黑就是在鉑表面鍍上一層黑色蓬松的金屬鉑,目的是為了減少極化效應。多孔的鉑黑增加了電極的表面積,使電流密度減小,使極化效應變小,電容干擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極,會產(chǎn)生很大的測量誤差。)使用時要注意不要用濾紙擦試鉑黑,以免使鉑黑脫落而改變電導池系數(shù)。實驗結束后,用蒸餾水沖洗電極,并浸泡在蒸餾水中,不使用時需浸泡在去離子水中,防止電極干燥。溶液電導率大于0.0035/m時使用(溶液電導率大于200μS·m-1時用鍍鉑黑電極,否則要用光亮鉑黑電極),若溶液電導率小于0.0035/m時,由于極化不嚴重,可使用光亮鉑黑電極;
溶液中的吸附作用和表面張力
1、用最大氣泡法測定表面張力時為什么要讀最大壓力差?
答:分析毛細管口氣泡的形成與破裂的過程中,氣泡的半徑與氣泡膜表面張力的關系有:當
到最大,此時等于?pmaxR?r時,氣泡的?達??p0?pmax?。當R?r時,?減小;而繼續(xù)抽氣,使壓力差增大而導致氣泡破裂。故讀取最大壓差,使?jié)M足?r2p最大??r2?p?2?r?,從而計算表面張力。
2、哪些因素影響表面張力測定結果?如何減小以致消除這些因素對實驗的影響?
答:影響測定結果的因素有:儀器系統(tǒng)的氣密性是否良好;測定用的毛細管是否干凈,實驗中氣泡是否平穩(wěn)流過;毛細管端口是否直切入液面;毛細管口氣泡脫出速度;試驗溫度。
故試驗中要保證儀器系統(tǒng)的氣密性,測定用的毛細管潔凈,實驗中氣泡平穩(wěn)流過;毛細管端口一定要剛好垂直切入液面,不能離開液面,但亦不可深插;從毛細管口脫出氣泡每次應為一個,即間斷脫出;表面張力和溫度有關,要等溶液恒溫后再測量。
3、滴液漏斗放水速度過快對實驗結果有沒有影響?為什么?
答:若放水速度太快,會使抽氣速度太快,氣泡的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定,致使讀數(shù)不穩(wěn)定,不易觀察出其最高點而起到較大的誤差。
偶極距的測定
1.準確測定溶質摩爾極化率和摩爾折射率時,為什么要外推至無限稀釋?
答: 溶質得摩爾極化率和摩爾折射率公式都是假定分子間無相互作用而推導出來得,它只適合于強度不太低的氣相體系。然而,測定氣相介電常數(shù)和密度在實驗中困難較大,于是提出了溶液法,即把欲測偶極矩的分子于非極性溶劑中進行。但在溶液中測定總要受溶質分子間、溶劑與溶質分子間以及溶質分子間相互作用的影響。若以測定不同濃度溶液中溶質的摩爾極化率和摩爾折射率并外推至無限稀釋,這時溶質所處的狀態(tài)就和氣相時相近,可消除分子間相互作用。
2.試分析實驗中引起誤差的原因,如何改進?
答:
1、測定偶極矩采用溶液法進行,但溶質中測量總是受到溶質、溶劑分子間相互作用的影響,故可測定不同濃度中溶質的摩爾極化率和折射率并外推至無限稀釋可消除分子間相互作用的影響。
2、測量電容時,可能引起水氣或溶液的揮發(fā),影響測量值,故測量時要迅速。
3、測密度時,由于每次所加溶液體積未達到嚴格相同,引起一定的誤差,故可用移液管精確量取樣品。磁化率的測定
1.不同勵磁電流下測得的樣品摩爾磁化率是否相同?
答:相同,摩爾磁化率是物質特征的物理性質,不會因為勵磁電流的不同而變。但是在不同勵磁電流下測得的cM稍有不同。主要原因在于天平測定臂很長(約50cm),引起Dw的變化造成的,當然溫度的變化也有一定影響。
2.用古埃磁天平測定磁化率的精密度與哪些因素有關?
觸;
(2)摩爾探頭是否正常:鋼管是否松動,若松動,需堅固;(3)溫度光照:溫度不宜高于60℃,不宜強光照射,不宜在腐蝕性氣體場合下使用;(4)摩爾探頭平面與磁場方向要垂直;(5)空樣品管需干燥潔凈,每次裝樣高度,均勻度需一樣,測量結果的精密才高。答:(1)樣品管的懸掛位置:正處于兩磁極之間,底部與磁極中心線齊平,懸掛樣品管的懸線勿與任何物體相接
黏度的測定
1、與奧氏黏度計相比,烏氏黏度計有何優(yōu)點?烏氏黏度計中支管C有何作用?除去支管C是否可測
黏度,本實驗能否用奧氏黏度計?
答:與奧氏黏度計相比,烏氏黏度計增加了支管C,可使黏度計中的液體懸空,使液體靠重力下流,其流速與黏度計中液體的量無關。因此,每次測量時,加入液體的量不必相等。
本實驗中只要每次加入黏度計中液體的量相等,可以用奧氏黏度計測定液體黏度或高聚物摩爾質量。
3.烏氏黏度計的毛細管太粗或太細有什么缺點? ?A?tt?B????答:太粗:液體流速太快,流出時間較短,公式?At?B/t項不能略去,公式r不?0A?0t0t0?t再適用。
太細:由于毛細管作用,液體流不下來。
4、為什么用[η]來求算高聚物的摩爾質量?它和純溶劑黏度有無區(qū)別?
答:[η]反映了高分子與溶劑間的內摩擦,與高聚物的摩爾質量間存在定量關系,所以用它來求算高聚物的摩爾質量。
純溶劑黏度η0:反映了溶劑分子之間的內摩擦
第三篇:物理化學實驗思考題總結。
液體飽和蒸氣壓的測定——靜態(tài)法
1.本實驗方法能否用于測定溶液的蒸氣壓,為什么?
答:不能。因為克-克方程只適用于單組分液體,而溶液是多組分,因此不合適。2.溫度愈高,測出的蒸氣壓誤差愈大,為什么?
答:首先,因為本實驗是假定?Hm(平均摩爾汽化熱)在一定范圍內不變,但是當溫度升得較高時,?Hm得真值與假設值之間存在較大偏差,所以會使得實驗結果產(chǎn)生誤差。
其次,(假定氣體為理想氣體),PV=nRT。V是定值,隨著T升高,n會變大,即使n不變,p也將變大,即分子運動加快,難以平衡。
凝固點降低法測摩爾質量
1.液體冷卻時為什么產(chǎn)生過冷現(xiàn)象? 如何控制過冷程度? 答:由于開始結晶出的微小晶粒的飽和蒸氣壓大于同溫度下的液體飽和蒸氣壓,所以往往產(chǎn)生過冷現(xiàn)象。先測量液體的凝固點近似值,溫熱后,再冷卻液體到凝固點近似值以下0.2℃左右,再突然攪拌,使溫度回升。(過冷現(xiàn)象是由于溶解在溶液中的溶質在溫度降到凝固點以后,沒有晶體析出而達到過飽和狀態(tài)的現(xiàn)象,原因一般是由于降溫過快或溶液中較干凈,沒有雜質晶核。)
2.加入溶劑中的溶質量應如何確定?加入量過多或過少將會有何影響?
答:溶質的加入量應該根據(jù)它在溶劑中的溶解度來確定,因為凝固點降低是稀溶液的依數(shù)性,所以應當保證溶質的量既能使溶液的凝固點降低值不是太小,容易測定,又要保證是稀溶液這個前提。如果加入量過多,一方面會導致凝固點下降過多,不利于溶液凝固點的測定,另一方面有可能超出了稀溶液的范圍而不具有依數(shù)性。過少則會使凝固點下降不明顯,也不易測定并且實驗誤差增大。
3.為什么測定溶液凝固點時必須盡量減少過冷現(xiàn)象,溶劑影響則不大
答:對于純溶液,過冷現(xiàn)象存在時,析出大量晶體并不改變溶劑濃度,所以其凝固點不變。對于溶液,過冷現(xiàn)象存在時,析出大量晶體會改變溶液濃度,而溶液凝固點隨濃度增大而下降,所以溶液要盡量減少過冷現(xiàn)象,保持溶液濃度基本不變。
燃燒熱的的測定
1.在這個實驗中,那些是體系,那些是環(huán)境?實驗過程中有無熱損耗?這些熱損耗實驗結果有何影響? 答:內筒和氧彈作為體系,而外筒作為環(huán)境。實驗過程中有熱損耗。有少量熱量從內筒傳到外筒,使得內筒水溫比理論值低,而使得燃燒焓偏低。
2.加入內筒中水的溫度為什么要選擇比外筒水溫低?低多少合適?為什么?
答:因為本實驗中要盡量避免內外筒之間的熱量交換,而內筒中由于發(fā)生反應,使得水溫升高,所以內筒事先必須比外筒水溫低,低的數(shù)值應盡量靠近化學反應使內筒水溫升高的值,這樣,反應完畢后,內外筒之間達到一致溫度,而外筒溫度在反應開始前和反應后數(shù)值相等,說明熱量交換幾乎為0,減小了實驗誤差。
3.實驗中,那些因素容易造成誤差?如果要提高實驗的準確度,應從哪幾方面考慮?
答:內外筒開始反應前的溫度差造成誤差,我們應提高軟件質量,使軟件調試出的溫度如(3)所述,有利于減小誤差。又如點燃火絲的燃燒帶來的一定的熱量,造成誤差,應尋求一種讓反應自發(fā)進行的方法,或尋求一種更好的點火材料。
雙液系的氣一液平衡相圖的繪制 1.收集氣相冷凝液的小槽體積大小對實驗結果有無影響?為什么?
提示:有影響,氣相冷凝液的小槽大小會影響氣相和液相的組成。過大會使前面回流下來的液體沒有回到溶液中,所測的不是此溶液的氣相組成。
2.在測定沸點時,溶液過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,將使繪出的相圖圖形發(fā)生什么變化? 答:當溶液出現(xiàn)過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,會使測沸點偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。4.討論本實驗的主要誤差來源。
答:組成測量:(1)工作曲線;(2)過熱現(xiàn)象、分餾效應;(3)取樣量。溫度測量:(1)加熱速度;(2)溫度計校正。
二組分金屬相圖的繪制
1.對于不同成分混合物的步冷曲線,其水平段有什么不同?
答:純物質的步冷曲線在其熔點處出現(xiàn)水平段,混合物在共熔溫度時出現(xiàn)水平段。而平臺長短也不同。2.是否可用加熱曲線來做相圖?為什么?
答:不能。加熱過程中溫度難以控制,不能保持準靜態(tài)過程。3.作相圖還有哪些方法?
答:作相圖的方法還有溶解度法、沸點法等。
蔗糖水解速率常數(shù)的測定
1. 蔗糖水解反應速率常數(shù)和哪些因素有關?
答:主要和溫度、反應物濃度和作為催化劑的H+濃度有關。
2. 在測量蔗糖轉化速率常數(shù)時,選用長的旋光管好?還是短的旋光管好?
答:選用長的旋光管好。旋光度和旋光管長度呈正比。對于旋光能力較弱或者較稀的溶液,為了提高準確度,降低讀數(shù)的相對誤差,應選用較長的旋光管。根據(jù)公式(a)=a*1000/LC,在其他條件不變的情況下,L越長,a越大,則a的相對測量誤差越小。
3. 如何根據(jù)蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度數(shù)據(jù)計算???
答: α0=〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞=〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100+〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100
式中:[α蔗糖]Dt℃,[α葡萄糖]Dt℃,[α果糖]Dt℃分別表示用鈉黃光作光源在t℃時蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度,L(用dm表示)為旋光管的長度,[蔗糖]0為反應液中蔗糖的初始濃度,[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反應完成時的濃度。
設t=20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 則:
α0=66.6×2×10/100=13.32°
α∞=×2×10/100×(52.2-91.9)=-3.94° 4. 試估計本實驗的誤差,怎樣減少誤差?
答:本實驗的誤差主要是蔗糖反應在整個實驗過程中不恒溫。在混合蔗糖溶液和鹽酸時,尤其在測定旋光度時,溫度已不再是測量溫度,可以改用帶有恒溫實施的旋光儀,保證實驗在恒溫下進行,在本實驗條件下,測定時要力求動作迅速熟練。其他誤差主要是用旋光儀測定時的讀數(shù)誤差,調節(jié)明暗度判斷終點的誤差,移取反應物時的體積誤差,計時誤差等等,這些都由主觀因素決定,可通過認真預習實驗,實驗過程中嚴格進行操作來避免。
乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)測定
BZ震蕩反應
1.影響誘導期的主要因素有哪些?
答:影響誘導期的主要因素有反應溫度、酸度和反應物的濃度。溫度、酸度、催化劑、離子活性、各離子的濃度
2.本實驗記錄的電勢主要代表什么意思?與Nernst方程求得的電位有何不同?
答:本實驗記錄的電勢是Pt絲電極與參比電極(本實驗是甘汞電極)間的電勢,而Nernst方程求得的電位是電極相對于標準電極的電勢,它反映了非標準電極電勢和標準電極電勢的關系。
電動勢的測定與應用
1.對消法測電動勢的裝置中,電位差計、標準電池、檢流計及工作電池各有什么作用?
答:原理:嚴格控制電流在接近零的情況下來測定電池的電動勢。在待測電池上并聯(lián)一個大小相等,方向相反的外加電勢差,這樣待測電池中沒有電流通過,外加電勢差的大小即等于待測電池的電動勢。電位差計:用于電池電動勢和電極電勢的測量。檢流計:用于平衡直流電測量,如電橋中作為示零裝置。標準電池:提供電動勢的標準參考量,用以標定電位差計。
工作電池:提供與待測電池電動勢方向相反而數(shù)值幾乎相等的外加電動勢,用以對消待測電池的電動勢。2.若用氫電極作為參比電極做成電池 Ag︱AgNO3(0.1mol/L)‖H+(1mol/L)︱H2,Pt 來測銀電極的電極電勢,在實驗會出現(xiàn)什么現(xiàn)象,為什么?
答:所測電動勢為無窮。正極是電勢的為零的標準電極,負極電勢約為0.79V,電極接反電動勢則為負值,但由于測不出反應電動勢,故給出結果為無窮。
電導的測定及其應用
1、本實驗為何要測水的電導率?
答:因為普通蒸餾水中常溶有CO2和氨等雜質而存在一定電導,故實驗所測的電導值是欲測電解質和水的電導的總和。作電導實驗時需純度較高的水,稱為電導水。水的電導率相對弱電解質的電導率來說是不能夠忽略的。所以要測水的電導率。
2、實驗中為何通常用鍍鉑黑電極?鉑黑電極使用時應注意什么? 為什么?
答:鍍鉑黑的目的是為了增大電極的表面積,減小電流密度,從而降低由交流電引起的極化效應;(電導電極使用的敏感材料通常為鉑,鍍鉑黑就是在鉑表面鍍上一層黑色蓬松的金屬鉑,目的是為了減少極化效應。多孔的鉑黑增加了電極的表面積,使電流密度減小,使極化效應變小,電容干擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極,會產(chǎn)生很大的測量誤差。)使用時要注意不要用濾紙擦試鉑黑,以免使鉑黑脫落而改變電導池系數(shù)。實驗結束后,用蒸餾水沖洗電極,并浸泡在蒸餾水中,不使用時需浸泡在去離子水中,防止電極干燥。溶液電導率大于0.0035/m時使用(溶液電導率大于200μS·m-1時用鍍鉑黑電極,否則要用光亮鉑黑電極),若溶液電導率小于0.0035/m時,由于極化不嚴重,可使用光亮鉑黑電極;
溶液中的吸附作用和表面張力
1、用最大氣泡法測定表面張力時為什么要讀最大壓力差? 答:分析毛細管口氣泡的形成與破裂的過程中,氣泡的半徑與氣泡膜表面張力的關系有: 當R?r時,氣泡的?達到最大,此時等于?pmax??p0?pmax?。當R?r時,?減小;而繼續(xù)抽氣,使壓力差增大而導致氣泡破裂。故讀取最大壓差,使?jié)M足
?r2p最大??r2?p?2?r?,從而計算表面張力。
2、哪些因素影響表面張力測定結果?如何減小以致消除這些因素對實驗的影響?
答:影響測定結果的因素有:儀器系統(tǒng)的氣密性是否良好;測定用的毛細管是否干凈,實驗中氣泡是否平穩(wěn)流過;毛細管端口是否直切入液面;毛細管口氣泡脫出速度;試驗溫度。
故試驗中要保證儀器系統(tǒng)的氣密性,測定用的毛細管潔凈,實驗中氣泡平穩(wěn)流過;毛細管端口一定要剛好垂直切入液面,不能離開液面,但亦不可深插;從毛細管口脫出氣泡每次應為一個,即間斷脫出;表面張力和溫度有關,要等溶液恒溫后再測量。
3、滴液漏斗放水速度過快對實驗結果有沒有影響?為什么?
答:若放水速度太快,會使抽氣速度太快,氣泡的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定,致使讀數(shù)不穩(wěn)定,不易觀察出其最高點而起到較大的誤差。
偶極距的測定
1.準確測定溶質摩爾極化率和摩爾折射率時,為什么要外推至無限稀釋? 答: 溶質得摩爾極化率和摩爾折射率公式都是假定分子間無相互作用而推導出來得,它只適合于強度不太低的氣相體系。然而,測定氣相介電常數(shù)和密度在實驗中困難較大,于是提出了溶液法,即把欲測偶極矩的分子于非極性溶劑中進行。但在溶液中測定總要受溶質分子間、溶劑與溶質分子間以及溶質分子間相互作用的影響。若以測定不同濃度溶液中溶質的摩爾極化率和摩爾折射率并外推至無限稀釋,這時溶質所處的狀態(tài)就和氣相時相近,可消除分子間相互作用。
2.試分析實驗中引起誤差的原因,如何改進?
答:
1、測定偶極矩采用溶液法進行,但溶質中測量總是受到溶質、溶劑分子間相互作用的影響,故可測定不同濃度中溶質的摩爾極化率和折射率并外推至無限稀釋可消除分子間相互作用的影響。
2、測量電容時,可能引起水氣或溶液的揮發(fā),影響測量值,故測量時要迅速。
3、測密度時,由于每次所加溶液體積未達到嚴格相同,引起一定的誤差,故可用移液管精確量取樣品。
磁化率的測定
1.不同勵磁電流下測得的樣品摩爾磁化率是否相同? 答:相同,摩爾磁化率是物質特征的物理性質,不會因為勵磁電流的不同而變。但是在不同勵磁電流下測得的cM稍有不同。主要原因在于天平測定臂很長(約50cm),引起Dw的變化造成的,當然溫度的變化也有一定影響。
2.用古埃磁天平測定磁化率的精密度與哪些因素有關?
答:(1)樣品管的懸掛位置:正處于兩磁極之間,底部與磁極中心線齊平,懸掛樣品管的懸線勿與任(2)摩爾探頭是否正常:鋼管是否松動,若松動,需堅固;
(3)溫度光照:溫度不宜高于60℃,不宜強光照射,不宜在腐蝕性氣體場合下使用;(4)摩爾探頭平面與磁場方向要垂直;
(5)空樣品管需干燥潔凈,每次裝樣高度,均勻度需一樣,測量結果的精密才高。何物體相接觸;
第四篇:物理化學實驗(南京大學出版社)課后思考題總結
物理化學實驗(南京大學出版社)課后思考題總結——網(wǎng)絡收集僅供參考
液體飽和蒸汽壓的測定----靜態(tài)法
課內思考題:
1答:分情況,測定過程中溶劑揮發(fā)溶液的濃度發(fā)生變化,則不能測;但是對于難溶物的飽和溶液或者恒沸物等可以使用本方法測定。2答:蒸汽溫度越高
第五篇:物理化學實驗(南京大學出版社)課后思考題總結
物理化學實驗(南京大學出版社)課后思考題總結——網(wǎng)絡收集僅供參考
液體飽和蒸汽壓的測定----靜態(tài)法
課內思考題:
1答:分情況,測定過程中溶劑揮發(fā)溶液的濃度發(fā)生變化,則不能測;但是對于難溶物的飽和溶液或者恒沸物等可以使用本方法測定。2答:蒸汽溫度越高 相對的測量器具溫度同樣會升高從而改變測量器具的物理特性使測量器具內部金屬硬度降低 延展性增加等等從而使測量值改變 燃燒熱的測定
1實驗中哪些是體系?哪些是環(huán)境?實驗過程中有無熱損耗?這些熱損耗對實驗結果有無影響?
答:內桶和氧彈作為體系,而外桶作為環(huán)境。實驗過程中有熱損耗,有少量熱量從內桶傳到外桶,使得內桶水溫比理論值低,而使得燃燒焓偏低。
2水桶中的水溫為什么要選擇比外筒水溫低?低多少合適?為什么?答案:為了減少熱損耗,因反應后體
系放熱會使內筒的溫度升高,使體系與環(huán)境的溫度差保持較小程度,體系的熱損耗也就最少。低1度左右合適,因這個質量的樣品燃燒后,體系放熱會使內筒的溫度升高大概2度左右,這樣反應前體系比環(huán)境低1 度,反應后體系比環(huán)境高1 度,使其溫差最小,熱損耗最小。3找找總會有。(1)實驗過程中攪拌太慢或太快;(2)引火絲和藥片之間的距離;(3)藥片沒有干燥;(4)攪拌時有摩擦;(5)壓片時或松或緊
應從以上方面考慮,實驗過程中勻速攪拌,引火絲和藥片之間的距離要小于5mm或接觸,但不能碰到燃燒皿,記住藥片一定要干燥,保證燃燒完全,攪拌式不能有摩擦,而且壓片時,壓力要適中等等。
T----X圖
1蒸餾器中收集氣相冷凝液的袋狀部的大小對結果有何影響? 答:若冷凝管下方的凹形貯槽體積過大,則會貯存過多的氣相冷凝液,其貯量超過了熱相平衡原理所對應的氣相量,其組成不再對應平衡的氣相組成,因此必然對相圖的繪制產(chǎn)生影響。2該實驗中,測定工作曲線時折射儀的恒溫溫度與測 定樣品時折射儀的恒溫溫度是否需要保持一致?為 什么?
答:因溶液的折射率是溫度的函數(shù),溫度不同,折射率不同,因此,二者的溫度必須一致。
3過熱現(xiàn)象對實驗產(chǎn)生什么影響?如何在實驗中盡可能避免? 答:如果產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,會使液相線上移,相區(qū)變窄;可通過 加入沸石的方法消除,加入時,應少量多次,防止沸石失效。成。另外,氣相和液相取樣量較多,也影響溶液的組成。4本實驗的誤差主要來源有哪些?
答:組成測量:(1)工作曲線;(2)過熱現(xiàn)象、分餾效應;(3)取樣量。溫度測量:(1)加熱速度;(2)溫度計校正。
蔗糖水解速率常數(shù)的測定
1蔗糖的轉化速率常數(shù)k 與哪些因素有關? 答:溫度、催化劑濃度。
2在測量蔗糖轉化速率常數(shù)的,選用長的旋光管好?還是短的旋光管好?
答:選用較長的旋光管好。根據(jù)公式〔α〕=α×1000/Lc,在其它條件不變情況下,L越長,α越大,則α的相對測量誤差越小。
3如何根據(jù)蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度計算α0和α∞?
答:α℃0=〔α蔗糖
〕DtL[蔗糖]0/100
α℃∞=〔α
葡萄糖
〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100+〔α
果糖
〕DtL[果糖]∞/100
?1L[蔗糖]02〔αt℃100?葡萄糖〕D?[α果糖〕t℃D? 式中:[α
蔗糖
]Dt℃,[α
℃葡萄糖
]Dt,[α
果糖
]Dt℃分別表示用鈉黃光作光源在t℃
時蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度,L(用dm表示)為旋光管的長度,[蔗糖]0為反應液中蔗糖的初始濃度,[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反應完成時的濃度。
設t=20℃
L=2 dm
[蔗糖]0=10g/100mL 則:
α0=66.6×2×10/100=13.32°
α∞=×2×10/100×(52.2-91.9)=-3.94°
4、試分析本實驗誤差來源?怎樣減少實驗誤差? 答:溫度、光源波長須恒定、蔗糖溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。
1、實驗中,為什么用蒸餾水來校正旋光儀的零點?在 蔗糖轉化反應過程中,所測的旋光度αt 是否需要零 點校正?為什么?
答:(1)因水是溶劑且為非旋光性物質。
(2)不需,因作lg(αt-α∞)~t 圖,不作零點校正,對計算反應速度常數(shù)無影響。
2、蔗糖溶液為什么可粗略配制?
答:因該反應為(準)一級反應,而一級反應的速率常數(shù)、半衰期與起始濃度無關,只需測得dC/dt 即可。
4、試分析本實驗誤差來源?怎樣減少實驗誤差? 答:溫度、光源波長須恒定、蔗糖溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。
BZ振蕩
1.影響誘導期的主要因素有哪些?
答:影響誘導期的主要因素有反應溫度、酸度和反應物的濃度。溫度、酸度、催化劑、離子活性、各離子的濃度
2.本實驗記錄的電勢主要代表什么意思?與Nernst方程求得的電位有何不同?
答:本實驗記錄的電勢是Pt絲電極與參比電極(本實驗是甘汞電極)間的電勢,而Nernst方程求得的電位是電極相對于標準電極的電勢,它反映了非標準電極電勢和標準電極電勢的關系。
表面張力
1、用最大氣泡法測定表面張力時為什么要讀最大壓力差? 答:分析毛細管口氣泡的形成與破裂的過程中,氣泡的半徑與氣泡膜表面張力的關系有:
當R?r時,氣泡的?達到最大,此時等于?pmax??p0?pmax?。當R?r時,?減小;而繼續(xù)抽氣,使壓力差增大而導致氣泡破裂。故讀取最大壓差,使?jié)M足
?r2p2最大??r?p?2?r?,從而計算表面張力。
2、哪些因素影響表面張力測定結果?如何減小以致消除這些因素對實驗的影響?
答:影響測定結果的因素有:儀器系統(tǒng)的氣密性是否良好;測定用的毛細管是否干凈,實驗中氣泡是否平穩(wěn)流過;毛細管端口是否直切入液面;毛細管口氣泡脫出速度;試驗溫度。
故試驗中要保證儀器系統(tǒng)的氣密性,測定用的毛細管潔凈,實驗中氣泡平穩(wěn)流過;毛細管端口一定要剛好垂直切入液面,不能離開液面,但亦不可深插;從毛細管口脫出氣泡每次應為一個,即間斷脫出;表面張力和溫度有關,要等溶液恒溫后再測量。
3、滴液漏斗放水速度過快對實驗結果有沒有影響?為什么?
答:若放水速度太快,會使抽氣速度太快,氣泡的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定,致使讀數(shù)不穩(wěn)定,不易觀察出其最高點而起到較大的誤差。
粘度法測高聚物
磁化率的測定
1.不同勵磁電流下測得的樣品摩爾磁化率是否相同?
答:相同,摩爾磁化率是物質特征的物理性質,不會因為勵磁電流的不同而變。但是在不同勵磁電流下測得的cM稍有不同。主要原因在于天平測定臂很長(約50cm),引起Dw的變化造成的,當然溫度的變化也有一定影響。
2.用古埃磁天平測定磁化率的精密度與哪些因素有關? 答:(1)樣品管的懸掛位置:正處于兩磁極之間,底部與磁極中心線齊平,懸掛樣品管的懸線勿與任何物體相接觸;
(2)摩爾探頭是否正常:鋼管是否松動,若松動,需堅固;
(3)溫度光照:溫度不宜高于60℃,不宜強光照射,不宜在腐蝕性氣體場合下使用;
(4)摩爾探頭平面與磁場方向要垂直;
(5)空樣品管需干燥潔凈,每次裝樣高度,均勻度需一樣,測量結果的精密才高。
電動勢的測定
1對消法測電動勢的裝置中,電位差計、標準電池、檢流計及工作電池各有什么作用?
答:原理:嚴格控制電流在接近零的情況下來測定電池的電動勢。在待測電池上并聯(lián)一個大小相等,方向相反的外加電勢差,這樣待測電池中沒有電流通過,外加電勢差的大小即等于待測電池的電動勢。電位差計:用于電池電動勢和電極電勢的測量。
檢流計:用于平衡直流電測量,如電橋中作為示零裝置。標準電池:提供電動勢的標準參考量,用以標定電位差計。工作電池:提供與待測電池電動勢方向相反而數(shù)值幾乎相等的外加電動勢,用以對消待測電池的電動勢。
2、參比電極應具備什么條件?它有什么功用? 答:具備條件:高穩(wěn)定性、可逆性、重現(xiàn)性。功用:二級標準電極。
3、鹽橋有什么作用?選用作鹽橋的物質應有什么原 則?
答:作用:減小液接電位(鹽橋、單液電池)。
原則:(1)鹽橋溶液應不與電池溶液發(fā)生化學反應;(2)鹽橋溶液中陰陽離子的遷移數(shù)應盡量相等。
4、UJ-25 型電位差計測定電動勢過程中,有時檢流計 向一個方向偏轉,分析原因。
答:電池極性接反、待測電池電動勢太大。5電池電動勢與電池中氯化鉀的濃度的關系?
答:離子濃度大,電容就大,儲存的移動電荷就大,電動勢也越大!7.對照理論值和實驗測得值,分析誤差產(chǎn)生的原因。
答:原電池電動勢測定結果的誤差來源有很多:標準電池工作時間過長,長時間有電流通過,標準電動勢偏離;鹽橋受污染;飽和甘汞電極電勢不穩(wěn)定;未能將電位差計旋鈕設定在待測電池電動勢應有的大體位置,使待測電池中有電流通過等等。
乙酸乙酯測皂化反應
1.為什么實驗用NaOH和乙酸乙酯應新鮮配制?
答:氫氧化鈉溶液易吸收空氣中二氧化碳而變質;乙酸乙酯容易揮發(fā)和發(fā)生水解反應而使?jié)舛雀淖儭?/p>
2.為何本實驗要在恒溫條件下進行,而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前還要預先恒溫?混合時能否將乙酸乙酯溶液倒入NaOH溶液中一半時開始計時?
答:(1)因為溫度對電導有影響。(2)不能,應剛混合完開始計時。3.被測溶液的電導率是哪些離子的貢獻?反應進程中溶液的電導率為何發(fā)生減少?
答:參與導電的離子有、和。在反應前后濃度不變,的遷移率比的遷移率大得多。隨著時間的增加,不斷減少,不斷增加,所以,體系的電導率值不斷下降。
如何測K CH3COOC2H5+NaOH = CH3OONa+C2H5OH t=0 C0 C0 0 0
t=t Ct Ct C0)K為比例常數(shù) t→∞時,C0= K(-)聯(lián)立以上式子,整理得:
可見,即已知起始濃度C0,在恒溫條件下,測得和,并以 對 作圖,可得一直線,則直線斜率,從而求得此溫度下的反應速率常數(shù)k。