基础化学实验III（物理化学部分）

溶解热的测定

实验目的

1.了解热效应测定的基本原理

2.学会使用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热

3.学会用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热，积分冲淡热和微分冲淡热 4.掌握溶解热测定仪的使用 实验原理

溶解热：物质溶解于溶剂过程的热效应，有积分溶解热和微分溶解热两种。

积分溶解热：指定温定压下把 1mol 物质溶解在 n0 mol 溶剂中时所产生的热效应。由于在溶解过程中浓度不断改变，因此又称为变浓溶解热，以 Qs 表示。

微分溶解热：指在定温定压下把1mol物质溶解在无限量某一定浓度溶液中所产生的热效应。在溶解过程中浓度可视为不变，因此又称为定浓溶解热，以

表示（定温，定压，定浓状态下，由微小的溶质增量所引起的热量变化）。

冲淡热：又称稀释热。把溶剂加到溶液中使之稀释，在稀释过程中的热效应称为冲淡热。它也有积分（或变浓）冲淡热和微分（或定浓）冲淡热两种。

积分冲淡热：在定温定压下把原为含 1mol 溶质和 n01 mol 溶剂的溶液冲淡到含有 n02 mol 溶剂时的热效应。它为两浓度的积分溶解热之差。以 Qd 表示。

微分冲淡热：1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所产生的热效应，以

表示（定温，定压，定溶质状态下，由微小溶剂增量所引起的热量变化）。 积分溶解热的大小与浓度有关，而且不具备线性关系。

积分溶解热由实验测定，在测定时可画出一条积分溶解热 Qs 与溶剂浓度 n0 之间的关系曲线。其它三种热效应由 Qs～n0 曲线求得。 溶解过程的焓变为：

ΔH = H ' - H = n1ΔH1 + n2ΔH2

式中的 n1ΔH1 为溶剂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。由于积分溶解热为：

（偏微分）。该切线在纵坐标上的截矩，即为该浓度溶液的微分溶解热。在两个浓度之间积分溶解热的差值，就是积分冲淡热。

硝酸钾在水中溶解过程是个吸热过程，一定量的硝酸钾溶解在水中会使得水的温度下降。用一个电热丝对溶液进行加热，在温度回到加入硝酸钾前原来温度值时，这段时间所消耗的电能为：

Q = I 2 R t = I V t

单位为焦。这个电能即等于要测定的积分溶解热。 仪器，试剂

溶解热测定装置：含恒流源、测定装置，温差测量仪

天平，保干器，称量瓶，台秤，小毛刷，硝酸钾（研细，烘干）等。

实验步骤 1． 称样

取8个称量瓶，先称空瓶，再各加入指定质量的硝酸钾。粗称后至分析天平上准确称量。 （录像：在台称上称取硝酸钾，并在分析天平上精确称量，数据记录如下表）

样品号 样品+瓶 空瓶 99秒次数 时刻 当前室温 电流 电压 2．称溶剂

在杜瓦瓶中称取216.2克水。

（录像：在台称上称取蒸馏水，置于测定装置上，加入搅拌子，盖上盖子） 3．联接装置

连接各电源线和测温线，打开搅拌器，打开温差仪，记下当前室温。

将各仪器连接装配好。打开恒流仪电源，调节电流使功率约为2.5W，记下电压电流值。观察温差仪测温值，当超过室温时按下温差仪上的采零按钮，再按下锁定按钮，并同时按下计时按钮开始计时。

（录像：连接仪器，打开搅拌器，打开温差仪，记录当前室温，将测温探头放到杜瓦瓶中，开启恒流电源、记下电流电压值、待温度升高至室温时按下采零、锁定、计时按钮） 4．测量

将第一份试样从瓶盖上的小孔倒入杜瓦瓶中，倒在外面的用小毛刷刷进杜瓦瓶。监视温差仪，当数据过零时记下时间读数。接着将第二份试样倒入杜瓦瓶中。同样再到温差过零时读取时间值。如此反复，直到所有样品均倒入并温差过零读出读数来。

（录像：将样品倒入杜瓦瓶中，观察温度下降，并至过零点，读取时间数值，并再次加样，注意记录99秒次数） 5．称量

称取八个称量瓶的质量，根据两次质量之差计算加入的硝酸钾的质量。 （录像：称取空称量瓶的质量） 6．结束整理

将杜瓦瓶中的溶液倒去（当心丢了搅拌子），洗净烘干，将加热器上的水擦干，留待下一组实验用。

（录像：倒去溶液，烘干杜瓦瓶，整理仪器） 7．数据处理 室温：23.38℃

恒流源：3.78V，0.669A MKNO3=101.10 MH2O=18.016

积分溶解热：指定n0处曲线上对应的Qs

微分溶解热：指定n0处曲线切线在Qs轴上的截距 微分冲淡热：指定n0处曲线切线的斜率 积分冲淡热：两n0之间积分溶解热的差值

在EXCEL中处理数据，作图，求溶解热。 电流 样品号 样品+瓶 电压 空瓶 m硝酸钾 n硝酸钾 n0 99秒次数 时刻 t Q （录像：数据处理，绘图，实验报告格式）

液体饱和蒸气压的测定

实验目的

1．理解液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，了解克劳修斯-克拉贝龙方程式 2．了解真空泵、气压计、真空表的构造，掌握其使用方法 3．学会用动态法测定液体的饱和蒸气压并求平均摩尔气化热 实验原理

饱和蒸气压是指在一定温度下纯液体处于平衡状态时的蒸气压力。液体分子从表面逃逸而成蒸气，蒸气分子又会因碰撞而凝结成液相，当两者达到平衡时，气相中该分子具有的压力就称为饱和蒸气压。当液体处于沸腾状态时，其上方的压力即为其饱和蒸气压。

温度不同，分子从液体逃逸的速度不同，因此饱和蒸气压不同。饱和蒸气压与温度的关系可用克-克方程来表示：

式中的 p 即为饱和蒸气压，Δ

*

vap Hm

为液体的摩尔气化热。对该式进行积分，可得：

此式表示在一定温度范围内，液体饱和蒸气压的对数值与温度的倒数成正比。如果测定出液体在各温度下的饱和蒸气压，在坐标系中以 ln p 对 1/T 作图，可得一条直线，根据直线斜率可求出液体的摩尔汽化热。将该直线外推到压力为常压时的温度，即为液体的正常沸点。 测定液体饱和蒸气压的方法有三种，分别为动态法、静态法和饱和气流法。动态法是指在连续改变体系压力的同时测定随之改变的沸点；静态法是指在密闭体系中改变温度而直接测定液体上方气相的压力；饱和气流法是在一定的液体温度下，采用惰性气体流过液体，使气体被液体所饱和，测定流出的气体所带的液体物质的量而求出其饱和蒸气压。本实验采用动态法进行测量。 用于动态法测定的仪器称为饱和蒸气压测定仪，它是由真空系统、平衡管、蒸馏装置、真空表等部分组成。在蒸馏装置中加入要测定饱和蒸气压的液体后，将系统抽真空，对液体加热。当液体

*

沸腾时，同时读出体系的真空度和液体的温度（液体的饱和蒸气压为大气压读数值加真空度表的表压读数值，液体的温度即为沸点）。通过放气阀放入空气使体系真空度减小，此时液体将不再沸腾，继续加热至沸腾，又可读出一组沸点-饱和蒸气压数据。如此不断提高系统压力可得到一系列温度-压力数据。

根据克-克方程，绘制 ln p 对 1/T 关系图，可求出摩尔汽化热。

*

仪器和试剂

饱和蒸气压测定仪、真空泵、气压计、蒸馏水

实验步骤

（录像：饱和蒸气压测定仪各部分介绍）

在三口烧瓶中装入约为烧瓶体积三分之二的蒸馏水，装配好蒸馏系统，打开冷凝水，关闭放气阀和平衡管上的放空阀，打开抽气阀。 （录像：装配装置，开冷凝水，开始抽真空）

开启真空泵，将三通阀转向抽真空状态，将系统真空度抽到 -0.095 MPa 以上，关闭抽气阀，检查系统是否漏气。当系统不漏气时，将三通阀转向放空状态，关闭真空泵。

（录像：真空度上升至-0.95以上，关闭抽气阀，检验气密性，旋转三通，关闭真空泵） 打开蒸馏装置加热电源，对体系加热，当液体接近沸腾时，适当调小加热电流，使液体慢慢到达稳定的沸腾状态，同时读下液体温度与真空度。 （录像：加热至沸，读温度、真空度值，记录数据）

停止加热，缓缓打开放气阀，使体系的真空度减小约 0.01 MPa，关闭放气阀，继续加热，同上法读取另一组压力-温度数据。

（录像：放气，真空度表变化，继续加热至沸，读数记录）

反复多次测定，直至体系压力为大气压，将放空阀打开，测定在此大气压力下的沸点。另外，要读取实验时的大气压数值。

（录像：真空表至零，打开放空阀，继续加热至沸，读数记录） 实验结束后倒去三口烧瓶中的水，关闭冷凝水。

（录像：结束整理） 实验注意事项

1．真空装置，使用要小心防止出事故； 2．真空阀的转动，两手操作；

3．真空表的读取（注意表面刻度上每小格为0.0005Mpa），注意镜面反射式表头的计数方法； 4．蒸馏装置装配时注意保证气密性；

5．放气速度不能太快，一旦放过，如要再抽真空，则要等到冷却后才能进行，否则会使液体暴沸；

6．注意了解真空泵的结构和工作原理； 实验数据记录与处理 大气压：1020.8 KPa 沸点 真空度 沸点 真空度 处理： T p p* ln p * T(K) 1/T 作图：

斜率： 求 Δ

vap Hm

凝固点降低法测定摩尔质量

一、实验目的及要求

1．用凝固点降低法测定萘的摩尔质量； 2．加深对稀溶液依数性的理解； 3．学会使用凝固点降低实验装置。 二、实验原理

非挥发性溶质二组分溶液，其稀溶液具有依数性，凝固点降低就是依数性的一种表现。根据凝固点降低的数值，可以求溶质的摩尔质量。对于稀溶液，如果溶质和溶剂不生成固溶体，固态是纯的溶剂，在一定压力下，固体溶剂与溶液成平衡的温度叫做溶液的凝固点。溶剂中加入溶质时，溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低。其降低值 ΔTf 与溶质的质量摩尔浓度 b 成正比。 ΔTf = Tf －Tf = Kf b （1）

0

式中：Tf 为纯溶剂的凝固点；Tf 为浓度为 b 的溶液的凝固点；Kf 为溶剂的凝固点降低常数。

0

若已知某种溶剂的凝固点降低常数 Kf ，并测得溶剂和溶质的质量分别为 mA ，mB 的稀溶液的凝固点降低值?ΔTf，则可通过下式计算溶质的摩尔质量 MB。 MB = Kfm B /ΔTfm A (2) 式中 Kf 的单位为 K? kg?mol。

-1

凝固点降低值的大小，直接反映了溶液中溶质有效质点的数目。如果溶质在溶液中有离解、缔合、溶剂化和配合物生成等情况，这些均影响溶质在溶剂中的表观分子量。因此凝固点降低法也可用来研究溶液的一些性质，例如电解质的电离度、溶质的缔合度、活度和活度系数等。 纯溶剂的凝固点为其液相和固相共存的平衡温度。若将液态的纯溶剂逐步冷却，在未凝固前温度将随时间均匀下降，开始凝固后因放出凝固热而补偿了热损失，体系将保持液一固两相共存的平衡温度而不变，直至全部凝固，温度再继续下降。其冷却曲线如图1中1所示。但实际过程中，当液体温度达到或稍低于其凝固点时，晶体并不析出，这就是所谓的过冷现象。此时若加以搅拌或加入晶种，促使晶核产生，则大量晶体会迅速形成，并放出凝固热，使体系温度迅速回升到稳定的平衡温度；待液体全部凝固后温度再逐渐下降。冷却曲线如图1中2。

图1 纯溶剂和溶液的冷却曲线

溶液的凝固点是该溶液与溶剂的固相共存的平衡温度，其冷却曲线与纯溶剂不同。当有溶剂凝固析出时，剩余溶液的浓度逐渐增大，因而溶液的凝固点也逐渐下降。因有凝固热放出，冷却曲线的斜率发生变化，即温度的下降速度变慢，如图1中3所示。本实验要测定已知浓度溶液的凝固点。如果溶液过冷程度不大，析出固体溶剂的量很少，对原始溶液浓度影响不大，则以过冷回升的最高温度作为该溶液的凝固点，如图1中4所示。

图2 外推法求纯溶剂和溶液的凝固点

确定凝固点的另一种方法是外推法，如图2所示，首先记录绘制纯溶剂与溶液的冷却曲线，作曲线后面部分（已经有固体析出）的趋势线并延长使其与曲线的前面部分相交，其交点就是凝固点。

三、仪器与试剂

仪器：凝固点下降实验仪（包括凝固点管；凝固点管塞；凝固点管的套管；小搅拌杆；大搅拌杆；水浴缸；水浴缸盖等）、精密数字温差仪。

试剂：冰块、环己烷、萘。 四、实验步骤 1．安装实验装置

检查测温探头，要求洁净，可以用环己烷清洗测温探头并晾干。 冰水浴槽中准备好冰和水，温度最好控制在3.5℃左右。

用移液管取25.00ml（或用0.01g精度的天平称量20.00g左右）分析纯的环己烷注入已洗净干燥的凝固点管中。注意冰水浴高度要超过凝固点管中环己烷的液面。

将精密电子温差仪的测温探头擦干、插入凝固点管中，注意测温探头应位于环己烷的中间位置。 检查搅拌杆，使之能顺利上下搅动，不与测温探头和管壁接触摩擦。 2．环己烷凝固点的测定

先粗测凝固点，将凝固点管直接浸入冰水浴中，平稳搅拌使之冷却，当开始有晶体析出时，放入外套管中继续缓慢搅拌，温差仪每6s鸣响一次，可依此定时读取温度值。待温度较稳定温差仪的示值变化不大时，也就是环己烷的近似凝固点。

取出凝固点管，用手微热，使结晶完全熔化（不要加热太快太高）。然后将凝固点管放入冰水浴中，均匀搅拌。当温度降到比近似凝固点高0.5K时，迅速将凝固点管从冰水浴中拿出，擦干，放入外套管中继续冷却到比近似凝固点低 0.2～0.3 K，开始轻轻搅拌，此时过冷液体因结晶放热而使温度回升，此稳定的最高温度即为纯环己烷的凝固点。使结晶熔化，重复操作，直到取得三个偏差不超过 ±0.005 K 的数据为止。 3．溶液凝固点的测定

用分析天平称量压成片状的萘0.06~0.10g，小心地从凝固点支管加入凝固点管中，搅拌使之全部溶解。

同上法先测定溶液的近似凝固点，再准确测量精确凝固点，注意最高点出现的时间很短，需仔细观察。测定过程中冷度不得超过0.2K，偏差不得超过0.005K。

注意：判断样品管中是否出现固体，不是直接观察样品管里面，而是从记录的温度数据上判断，即温度由下降较快变为下降较慢的转折处。重复本步骤1次。 4．结束整理

关闭仪器电源，断开各电源连接线，折卸凝固点实验装置，将凝固点管洗净后用蒸馏水荡洗，置于烘箱中烘干。凝固点装置的其它部件放入仪器箱内。 五、注意事项

1．实验时应将测温探头擦干后再插入凝固点管。不使用时注意妥善保护测温探头。 2．加入固体样品时要小心，勿粘在壁上或撒在外面，以保证量的准确性。 3．熔化样品和溶解溶质时切勿升温过高，以防超出温差仪量程。 六、数据记录与处理

1．数据记录 室温：________℃；大气压：_________Pa。 溶剂 时间 温度 时间 温度 时间 温度 时间 温度 溶液 时间 温度 时间 温度 2．数据处理 根据公式 ρ/(g?cm)=0.7971-0.8879310t/℃ 计算室温 t℃ 时环己烷的密度。 -3-3 根据所记录的时间～温度数据，绘制纯溶剂和溶液的步冷曲线。 根据测得的环己烷和溶液的凝固点，计算萘的摩尔质量。 七、思考题

1．何为稀溶液的依数性？

2．何为过冷现象？如何控制溶液的过冷程度？

3．在精确测定凝固点时为什么要急速搅拌？ 4．在测定时如何确定所加入的溶质质量？

燃烧热的测定

一、实验目的及要求

1．掌握燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系； 2．了解热量计中主要部分的作用原理，掌握氧弹热量计的实验技术； 3．利用氧弹热量计测定萘的燃烧热； 4．学会雷诺图解法校正温度改变值。 二、实验原理 1、燃烧与量热

根据热化学的定义，1 mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。所谓完全氧化，对燃烧产物有明确的规定。譬如，有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为是完全氧化，只有氧化成二氧化碳才可以认为是完全氧化。

燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。 量热法是热力学的一个基本实验方法。在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热 Qv 和恒压燃烧热 Qp。由热力学第一定律可知，Qv 等于体系内能变化 △U；Qp 等于其焓变 △H。若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系： ΔH = ΔU +Δ(pV) Qp = Qv + ΔnRT

式中，Δn 为反应物和生成物中气体的物质的量之差；R 为气体常数；T 为反应时的热力学温度。 2、氧弹热量计

热量计的种类很多，本实验所用氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。其它类型的热量计可参阅复旦大学主编的物理化学实验教材技术部分第一章第Ⅳ节。 氧弹热量计的安装如图1和图2所示。

图1 氧弹热量计安装示意图 图2 氧弹剖面图

氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。样品完全燃烧所释放的能量使氧弹本身及其周围的介质的热量计有关附件的温度升高。测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。其关系式如下：

- QvW2 / M - mQm = (W水c水 + c计) ΔT

式中,W2 和 M 分别为样品的质量和摩尔质量；QV 为样品的恒容燃烧热；m 和 Qm 是引燃用铁丝的质量和单位质量燃烧热，W水 和 c水 是以水作为测量介质时，水的质量和比热容；c计 称为热量计的水当量，即除水之外，热量计升高 1℃ 所需的热量；ΔT 为样品燃烧前后水温的变化值。

为了保证样品完全燃烧，氧弹中须充以高压氧气或其它氧化剂。因此氧弹应有很好的密封性能，耐高压且耐腐蚀。氧弹放在一个与室温一致的恒温套壳中。盛水桶与套壳之间有一个高度抛光的挡扳，以减少热辐射和空气的对流。 3、雷诺温度校正图

实际上，热量计与周围环境的热交换无法完全避免，它对温差测量值的影响可用雷诺(Renolds) 温度校正图校正。具体方法为：称取适量待测物质，估计其燃烧后可使水温上升1.5～2.0℃。预先调节水温低于室温（外桶温度）1.0℃左右。按操作步骤进行测定，将燃烧前后观察所得的一系列水温和时间关系作图。得一曲线如图3。图中 H 点意味着燃烧开始，热传入介质；D 点为观察到的最高温度值；从相当于室温的 J 点作水平线交曲线于 I，过 I 点作垂线 ab，再将 FH 线和 GD 线延长并交 ab 线于A、C 两点，其间的温度差值即为经过校正的 ΔT。图中AA′为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间 △t1 内，由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温，故应予扣除。CC′为由室温升高到最高点D这一段时间 △t2 内，热量计向环境的热漏造成的温度降低，计算时必须考虑在内。故可认为，AC两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值。

图3 雷诺温度校正图 图4 绝热良好情况下的雷诺校正图

在某些情况下，热量计的绝热性能主良好，热漏很小，而搅拌器功率较大，不断引进的能量使得曲线不出现极高温度点，如图4。校正方法相似。

三、仪器与试剂

仪器：氧弹量热计、氧弹、压片机、精密温差仪、氧气钢瓶、充气机、天平、万用表。 试剂：苯甲酸、萘、点火铁丝。 四、实验步骤 1．压片

用台秤称取大约0.8~1.0g苯甲酸（勿超过1.1g），在压片机上压成圆片。样片压得太紧，点火时不易全部燃烧；压得太松，样品容易脱落。再用分析天平精确称量。 2．装样、充氧

拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢丝更应擦干净。搁上金属小皿，小心将样品片放置在小皿中部。

取引燃铁丝，在直径约3mm的玻璃棒上,将其中段绕成螺旋形约5～6圈。将螺旋部分紧贴在样片的表面，固定在电极上。用万用电表检查两电极间电阻值，一般应不大于20Ω，旋紧氧弹盖。氧气钢瓶上装好减压阀 并与氧弹连接，打开钢瓶阀门，使氧弹中充入 2 MPa 的氧气。钢瓶和气体减压阀的使用方法分别参见复旦大学主编的物理化学实验教材绪论第二节和仪器二。再次用万用表检查两电极间的电阻，如阻值过大或电极与弹壁短路，则应放出氧气，开盖检查。 3．测量苯甲酸标样

测量外桶水温，将氧弹放入内水桶中央，打开搅拌，加水使水面淹没氧弹，用碎冰块调节桶内水温低于外桶0.8~1.0℃，把氧弹两电极用导线与点火装置连接，放置温差仪探头，盖上盖子。设置温差仪的循环时间为 15s，然后按采零、锁定按钮，并记录内桶水温。在计时器每循环一次时记录温差值。

待温度稳定上升后，按下点火按钮，样品点火成功后，注意观察温差变化，直到温差达到最高点后又下降，温差继续下降五分钟后可以结束此次测量。

实验结束后，小心取下温度计，拔下电极，再取出氧弹，打开出气口放出余气。旋开氧弹盖，检查样品燃烧是否完全。氧弹中应没有明显的燃烧残渣。若发现黑色残渣，则应重做实验。测量燃烧后剩下的铁丝质量（注意，剩余铁珠应去掉，不在计算范围之内，为什么？）。 4．测量萘的燃烧热

称取0.6 g左右的萘, 同上述方法进行测定。 实验结束后应清洗并擦干氧弹和盛水桶。 五、注意事项

1．样品压片不要过于疏松；装样时，燃烧丝不能与坩埚壁接触，防止短路；安装引火丝时，氧弹盖应放在氧弹架上，以免碰断引火电极；

2． 氧气遇油脂会爆炸，因此氧气减压器、氧弹以及氧气通过的各个部件，各连接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，如发现有油垢，应用乙醚或其它有机溶剂清洗干净；

3．氧弹充气时要注意安全，减压阀指针在 1-2 MPa，不可超过3 Mpa，充氧时，注意保证氧弹不漏气；

4．电极顶端应保持干燥，将氧弹放入内桶时，水位溢过氧弹盖即可，不要超过电极引线的绝缘位置；

5．测定过程中应根据温差仪的讯响及时记录数据，注意记录的是温差，而不是实际温度；

6．坩埚在每次使用后，必须清洗和除去碳化物及粘着的污点；使用后应将氧弹内部擦干净，以免引起弹壁腐蚀而使耐压下降。 六、数据记录与处理

1．数据记录 室温：________℃；大气压：_________Pa；外桶水温：________℃。 测定苯甲酸时的温度-时间变化关系： 计时器循环次数 温度 计时器循环次数 温度 测定萘时的温度-时间变化关系： 计时器循环次数 温度 计时器循环次数 温度 -1 2．数据处理 苯甲酸的恒压燃烧热为－26460 J?g；引燃铁丝的燃烧热值为－6944 J?g。（注意单位） -1作苯甲酸和萘燃烧的雷诺温度校正图，由△T计算水当量和萘的恒容燃烧热 QV，并计算其恒压燃烧热 Qp。 根据所用仪器的精度，正确表示测量结果，并指出最大测量误差所在。 恒压燃烧焓文献值： kcal?mol-1 kJ?mol-1 J?g-1 测定条件 苯甲酸 -771.24 -3226.9 -26410 20℃ 萘 -1231.8 -5153.8 -40205 25℃

电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。

可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为 φ，负极电势为 φ，则电池电动势 E = φ－ φ 。

+

-+

-

电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。

以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。 仪器和试剂

SDC－II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol2L CuSO4 溶液，0.1 mol2L ZnSO4 溶液，饱和 KCl 溶液。

-1

-1

实验步骤

1. 记录室温，打开SDC－II型数字式电子电位差计预热 5 分钟。将测定旋钮旋到“内标”档，用1.00000 V电压进行“采零”。

2. 电极制备：先把锌片和铜片用抛光砂纸轻轻擦亮，去掉氧化层，然后用水、蒸馏水洗净，制成极片。

3. 半电池的制作：向两个 50 mL 烧杯中分别加入 1/2 杯深 0.1000 mol2L-1 CuSO4 溶液和0.1000 mol2L-1 ZnSO4 溶液，再电极插入电极管，打开夹在乳胶管上的弹簧夹，将电极管的尖嘴插入溶液中，用洗耳球从乳胶管处吸气，使溶液从弯管流出电极管，待电极一半浸没于溶液中时，用弹簧夹将胶管夹住，提起电极管，保证液体不会漏出电极管，如有滴漏，检查电极是否插紧。

4. 原电池的制作：向一个 50 mL 烧杯中加入约 1/2 杯饱和氯化钾溶液，将制备好的两个电极管的弯管挂在杯壁上，要保证电极管尖端上没有气泡，以免电池断路。

5. 测定铜锌原电池电动势：将电位差计测量旋钮旋至测定档，接上测量导线，用导线上的鳄鱼夹夹住电极引线，接通外电路。

从高位到低位逐级调整电位值，观察平衡显示。在高电位档调节时，当平衡显示从OVL跳过某个数字又跳回OVL时，将该档退回到低值，再调整下一档。在低电位档调节时，调节至平衡显示从负值逐渐小，过零后变正值时，将该档回到低值，继续调整下一档。直至调整到最后一位连续调节档。当平衡显示为零或接近于零时，读出所调节的电位值，此即该电池的电动势。

6. 测定电极电势：取出饱和甘汞电极，拔去电极头上的橡皮帽，置于烧杯中。将测量导线的两个鳄鱼夹分别夹在锌电极和甘汞电极上，同上法测定电动势。再同样测量由铜电极和甘汞电极组成的电池的电动势。根据所测得的电动势及甘汞电极的电极电势，计算所测量电极的电极电势。 思考题

1.如何正确使用电位差计? 2.参比电极应具备什么条件?

3.若电池的极性接反了，测定时会发生什么现象? 4.盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?

电势—pH曲线的测定

一、实验目的及要求

1．掌握电极电势、电池电动势和pH值的测定原理和方法；

2．测定Fe3?/Fe2+ - EDTA络合体系在不同pH条件下的电极电势，绘制电势-pH曲线； 3．了解电势-pH曲线的意义及应用。 二、实验原理

有H + 或OH 离子参与的氧化还原反应，其电极电势与溶液的pH值有关。对此类反应体

-

系，保持氧化还原物质的浓度不变，改变溶液的酸碱度，则电极电势将随着溶液的pH值变化而变化。以电极电势对溶液的pH值作图，可绘制出体系的电势-pH曲线。

本实验研究Fe3+/Fe2+ ~ EDTA体系的电势-pH曲线，该体系在不同的pH值范围内，络合产物不同。EDTA为六元酸，在不同的酸度条件下，其存在形态在分析化学中已有详细的讨论。以Y 为EDTA酸根离子，与 Fe3+/Fe2+ 络合状态可从三个不同的 pH 值区间来进行讨论。

4-

1．在一定的 pH 范围内，Fe3+ 和Fe2+ 能与EDTA形成稳定的络合物，FeY 其电极反应为：

FeY + e = FeY （1）

根据能斯特方程，溶液的电极电势为：

（2）

式中，φθ 为标准电极电势，a为活度。

根据活度与质量摩尔浓度的关系：

（3）

代入（2）式，得：

（4）

--2-

2-

和FeY，

-

式中，

—

—

。

当溶液的离子强度和温度一定时，b1为常数。在此pH范围内，体系的电极电势只与络合物FeY2和FeY的质量浓度比有关。在EDTA过量时，生成络合物的浓度与配制溶液时Fe3+ 和 Fe2+ 的浓度近似相等，即：

（5）

因此，体系的电极电势不随pH值的变化而变化，在电势-pH曲线上出现平台，如图1中bc 段所示。

图1 电势-pH曲线

2．在pH值较低时，体系的电极反应为：

FeY + H + e = FeHY （6）

可推得：

（7）

同样，当溶液的离子强度和温度一定时，b2为常数。且当EDTA过量时，有：

（8）

当Fe3+ 和 Fe2+ 浓度不变时，溶液的氧化还原电极电势与溶液pH成线性关系，如图1中cd 段所示。

3．在pH值较高时，体系的电极反应为：

Fe(OH)Y + e = FeY + OH （9）

考虑到在稀溶液中可用水的离子积代替水的活度积，可推得：

（10）

溶液的电极电势同样与pH值成线性关系，如图1中ab 段所示。

用惰性金属电极与参比电极组成电池，监测测定体系的电极电势。用酸、碱溶液调节溶液的酸度并用酸度计监测pH值，可绘制出电势-pH曲线。

利用电势-pH曲线可以对溶液体系中的一些平衡问题进行研究，本实验所讨论的Fe3+/Fe2+ ~ EDTA体系，可用于消除天然气中的H2S气体。将天然气通入Fe3+ ~ EDTA溶液，可将其中的H2S气体氧化为元素硫而除去溶液中的Fe3+- EDTA络合物被还原为Fe2+-EDTA。再通入空气，将Fe2+-EDTA氧化为Fe3+- EDTA，使溶液得到再生而循环使用。

电势-pH曲线可以用于选择合适的脱硫pH值条件。例如，低含硫天然气中的H2S含量约为0.1 ~ 0.6 g2m-3，在 25℃ 时相应的H2S分压为7.29Pa ~ 43.56Pa。根据电极反应：

S + 2H + 2e = H2S(g) （11）

在25℃ 时，其电极电势为：

（12）

将该电极电势与pH值的关系及Fe3+/Fe2+ ~ EDTA体系的电势-pH曲线绘制在同一坐标中，如图1所示。从图中可以看出，在曲线平台区，对于具有一定浓度的脱硫液，其电极电势与式（12）所示反应的电极电势之差随着pH的增大而增大，到平台区的pH上限时，两电极电势的差值最大，超过此pH值，两电极电势之差值不再增大而为定值。由此可知，对指定浓度的脱硫液，脱硫的热力学趋势在它的电极电势平台区pH上限为最大，超过此pH值，脱硫趋势不再随pH值

+

-2--2---

+

--

的增大而增大。图1中大于或等于A点的pH值，是该体系脱硫的合适条件。当然，脱硫液的pH值不能太大，否则可能会产生Fe(OH)3沉淀。 三、仪器与试剂

仪器：SDC-II型数字综合电位分析仪，pHS-3C型精密酸度计，超级恒温槽，磁力搅拌器，铂电极，甘汞电极，复合电极，氮气钢瓶，恒温反应瓶。

试剂：(NH4)2Fe(SO4)226H2O，NH4Fe(SO4)2212H2O，EDTA（二钠盐），NaOH 固体，HCl 4 mol2L-1，NaOH 2 mol2L-1。 四、实验步骤

1．配制溶液

将反应瓶置于磁力搅拌器上，加入搅拌子，接通恒温水，调节超级恒温槽使温度恒温于25℃。向反应瓶中加入100mL蒸馏水，称取EDTA二钠盐 7.44 克和 NaOH 1 克，加入反应瓶中。开启搅拌器，待EDTA溶解后，通入氮气。

称取(NH4)Fe(SO4)2212H2O 1.45 克，加入恒温瓶中，搅拌使之完全溶解。再称取(NH4)2Fe(SO4)226H2O 1.18 克，加入恒温瓶中，同样搅拌至完全溶解。此溶液中含EDTA 0.2 mol2L-1，Fe3+ 0.03 mol2L-1，Fe2+ 0.03 mol2L-1。

2．连接装置

利用标准缓冲溶液校正酸度计。

在反应瓶盖上分别插入铂电极、甘汞电极和复合电极。连接酸度计和综合电位分析仪。 在搅拌情况下用滴管从加液孔缓缓加入2 mol2L-1 NaOH，调节溶液pH至8左右，调节综合电位分析仪，测定当前电池电动势值。

3．测定电势-pH关系

从加液孔加入4 mol2L-1 HCl溶液，使溶液pH值改变约 0.3，等酸度计读数稳定后，调节综合电位分析仪，分别读取 pH值和电池电动势值。

继续滴加HCl溶液，在每改变0.3 pH 时读取一组数据，直到溶液的pH值低于2.5为止。 测定完毕后，取出电极，清洗干净并妥善保存，关闭恒温槽，拆解实验装置，洗净反应瓶。 五、注意事项

1．反应瓶盖上连接的装置较多，操作时要注意安全。

2．在用NaOH溶液调 pH 值时，要缓慢加入，并适当提高搅拌速度，以免产生Fe(OH)3沉淀。

六、数据记录与处理

本实验记录一组溶液pH~电动势数据。

将实验数据输入计算机，根据测得的电池电动势和饱和甘汞电极的电极电势计算Fe3+/Fe2+ ~ EDTA体系的电极电势，其中饱和甘汞电极的电极电势以下式进行温度校正：

用绘图软件绘制电势-pH曲线，由曲线确定FeY七、思考题

1．写出Fe3+/Fe2+ ~ EDTA体系在电势平台区、低pH和高pH时，体系的基本电极反应及其所对应的电极电势公式的具体形式，并指出各项的物理意义。

2．如果改变溶液中Fe3+ 和 Fe2+ 的用量，则电势-pH曲线将会发生什么样的变化？

–

和FeY 稳定存在时的pH范围。

2-

粘度法测定高聚物的相对分子质量

实验目的

1．掌握用乌氏粘度计测定液体粘度的原理和方法 2．测定聚乙二醇-6000的平均相对分子质量 实验原理

粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种阻力反抗液体中相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。

相距为 ds 的两液层以不同速率（v 和 dv）移动时，产生的流速梯度为 dv / ds。建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力 f ’与液层接触面积 A 以及流速梯度 dv / ds 成正比： f ’= η ? A ? dv / ds

单位面积液体的粘滞阻力用 f 表示，f =f ’/ A，则： f = η ? dv / ds

此式称为牛顿粘度定律表示式，比例常数 η 称为粘度系数，简称粘度，单位为 Pa?s。 如果液体是高聚物的稀溶液，则溶液的粘度反映了溶剂分子之间的内摩擦力、高聚物分子之间的内摩擦力、以及高聚物分子和溶剂分子之间的内摩擦力三部分。三者之和表现为溶液总的粘度 η 。其中溶剂分子之间的内摩擦力所表现的粘度如用 η 0表示的话，则由于溶液的粘度一般说来要比纯溶剂的粘度高，我们把两者之差的相对值称为增比粘度，记作 η sp ： η sp = ( η - η 0 ) / η 0

溶液粘度与纯溶剂粘度之比称为相对粘度 η r ： η r = η / η 0

增比粘度表示了扣除溶剂内摩擦效应后的粘度，而相对粘度则表示整个溶液的行为。它们之间的关系为：

η sp = η / η 0 - 1 = η r - 1

高分子溶液的增比粘度一般随浓度的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比粘度称为比浓粘度 η sp /c。而将 ln η r /c 称为比浓对数粘度。增比浓度与相对粘度均为无因次量。 为消除高聚物分子之间的内摩擦效应，将溶液无限稀释，这时溶液所呈现的粘度行为基本上反映了高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦，这时的粘度称为特性粘度 [η]：

的异丙醇，轻轻摇动，混合均匀，配成 9 份已知浓度的溶液（按纯样品的密度，换算成质量百分浓度）。用阿贝折射仪测定每份溶液的折射率及纯环己烷和异丙醇的折射率。以折射率对浓度作图，即可绘制工作曲线。 3. 测定沸点与组成的关系 连续测定法：

安装沸点仪装置图。加热使沸点仪中溶液沸腾，待溶液沸腾且回流正常后１ min ～２ min ，打开气相支管 。用毛细滴管吸取少许样品 ( 即为气相样品 ) ，随即将活塞关闭支管口。把所取的样品迅速滴入折射仪中，测其折射率 ng 。再用另一支滴管吸取沸点仪中的液相部分溶液，测其折射率 n l 。在每次取气相和液相样品分析前，要分别记下沸点仪中温度计温度 t 。

对于相图的两个纯组分的沸点测定：环己烷的沸点可以在实验开始测定，异丙醇的沸点可以在实验后测定（此时的沸点仪要哄干或者吹干）。 数据记录 组分 环己烷 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 异丙醇 数据处理

1. 将实验中测得的折射率 — 组成数据列表，并绘制成工作曲线（见黑板书写）。

2. 将实验中测得的沸点 — 折射率数据列表，并从工作曲线上查得相应的组成，从而获得沸点与组成的关系。

3. 绘制沸点 — 组成图，并标明最低恒沸点和组成。

4. 在精确的测定中，还要对温度计的外露水银柱进行露茎校正（本实验省略，因为沸点仪的管颈较长，大部分的水银柱在体系内部）。 注意事项

1. 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。并随着溶液量的增加要不断调节水银球的位置。

2. 实验中尽可能避免过热现象，为此每加两次样品后，可加入一小块沸石，同时要控制好液体的回流速度，不宜过快或过慢（回流速度的快慢可调节加热温度来控制）。

3. 在每一份样品的蒸馏过程中，由于整个体系的成分不可能保持恒定，因此平衡温度会略有变化，特别是当溶液中两种组成的量相差较大时，变化更为明显。为此每加入一次样品后，只要待溶液沸腾，正常回流１ min ～２ min 后，即可取样测定，不宜等待时间过长。

4. 每次取样量不宜过多，取样时毛细滴管一定要干燥，不能留有上次的残液，气相取样口的残液亦要擦干净。

5. 整个实验过程中，通过折射仪的水温要恒定，使用折射仪时，棱镜不能触及硬物 ( 如滴管 ) ，擦拭棱镜用擦镜纸。

6．实验连续测定中的沸点仪不需要干燥（除过最后的纯组分异丙醇沸点的测定）。

沸点 ng -------------- ------------ nl --------- --------- 思考题

1在该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？为什么？

2. 过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？ 3. 在连续测定法实验中，样品的加入量应十分精确吗？为什么？ 4. 试估计哪些因素是本实验的误差主要来源？ 仪器操作 阿贝折射仪

阿贝折射仪 是根据光的全反射原理设计的仪器，利用全反射临界角的测定方法测定未知物质的折射率，折射率是物质的重要物理常数之一，许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。因此通过折射率的测定，可以测定物质的浓度。

1. 阿贝折射仪的构造原理 阿贝折射仪的外形图如图所示。

当一束单色光从介质 Ⅰ 进入介质 Ⅱ ( 两种介质的密度不同 ) 时，光线在通过界面时改变了方向，这一现象称为光的折射。

1. 测量望远镜 ;2. 消散手柄 ;3. 恒温水入口 ;4. 温度计 ;5. 测量棱镜 ;6. 铰链 ;7. 辅助棱镜 ;8. 加液槽 ;9. 反射镜 ;10. 读数望远镜 ;11. 转轴 ;12. 刻度盘罩 ;13. 闭合旋钮 ;14. 底座。

光的折射现象遵从折射定律 :

(1)

式中 α 为入射角， β 为折射角， n Ⅰ 、 n Ⅱ 为交界面两侧两种介质的折射率 ; n Ⅰ , Ⅱ 为介质 Ⅱ 对介质 Ⅰ 的相对折射率。

若介质 Ⅰ 为真空，因此规定 n =1.00000 ，故 n ⅠⅡ = n Ⅱ 为绝对折射率。但介质 Ⅰ 通常为空气，空气的绝对折射率为 1.00029 ，这样得到的各物质的折射率称为常用折射率，也称作对空气的相对折射率。同一物质两种折射率之间的关系为 : 对折射率。同一物质两种折射率之间的关系为 : 绝对折射率 = （常用折射率） 31 . 00029

根据式 (1) 可知，当光线从一种折射率小的介质 Ⅰ 射入折射率大的介质 Ⅱ 时 ( n Ⅰ < n Ⅱ ) ，入射角一定大于折射角 ( α > β ) 。当入射角增大时，折射角也增大，设当入射角 α =90° 时，折射角为 β 0 ，我们将此折射角称为临界角。因此，当在两种介质的界面上以不同角度射

入光线时 ( 入射角 α 从 0° ～ 90°) ，光线经过折射率大的介质后，其折射角 β ≤ β 0 。其结果是大于临界角的部分无光线通过，成为暗区；小于临界角的部分有光线通过，成为亮区。

临界角成为明暗分界线的位置。 根据 (1) 式可得：(2)

因此在固定一种介质时，临界折射角 β 0 的大小与被测物质的折射率是简单的函数关系，阿贝折射仪就是根据这个原理而设计的。 2. 阿贝折射仪的结构

阿贝折射仪的光学示意图如图所示，它的主要部分是由两个折射率为 1.75 的玻璃直角棱镜所构成，上部为测量棱镜，是光学平面镜，下部为辅助棱镜。其斜面是粗糙的毛玻璃，两者之间约有 0.1mm ～ 0.15mm 厚度空隙，用于装待测液体，并使液体展开成一薄层。当从反射镜反射来的入射光进入辅助棱镜至粗糙表面时，产生漫散射，以各种角度透过待测液体，而从各个方向进入测量棱镜而发生折射。其折射角都落在临界角 β 0 之内，因为棱镜的折射率大于待测液体的折射率，因此入射角从 0° ～ 90° 的光线都通过测量棱镜发生折射。具有临界角 β 0 的光线从测量棱镜出来反射到目镜上，此时若将目镜十字线调节到适当位置，则会看到目镜上呈半明半暗状态。折射光都应落在临界角 β 0 内，成为亮区，其它部分为暗区，构成了明暗分界线。 根据式 (2) 可知，只要已知棱镜的折光率 n 棱，通过测定待测液体的临界角 β 0 ，就能求得待测液体的折射率 n 液。实际上测定 β 0 值很不方便，当折射光从棱镜出来进入空气又产生折射，折射角为 β 0 ′ 。 n 液与 β 0 ′ 之间的关系为 :

(3)

式中 r 为常数， n 棱 =1 . 75 。测出 β ' 0 即可求出 n 液。因为在设计折射仪时已将 β ' 0 换算成 n 液 值，故从折射仪的标尺上可直接读出液体的折射率。

在实际测量折射率时，我们使用的入射光不是单色光，而是使用由多种单色光组成的普通白光，因不同波长的光的折射率不同而产生色散，在目镜中看到一条彩色的光带，而没有清晰的明暗分界线，为此，在阿贝折射仪中安置了一套消色散棱镜 ( 又叫补偿棱镜 ) 。通过调节消色散棱镜，使测量棱镜出来的色散光线消失，明暗分界线清晰，此时测得的液体的折射率相当于用单色光钠光 D 线 (5890 A所测得的折射率 n D 。 3. 阿贝折射仪的使用方法

(1) 仪器安装：将阿贝折射仪安放在光亮处，但应避免阳光的直接照射，以免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内，检查棱镜上温度计的读数是否符合要求 ( 一般选用 (20.0±0.1) ℃ 或 (25.0±0.1) ℃ ) 。

(2) 加样：旋开测量棱镜和辅助棱镜的闭合旋钮，使辅助棱镜的磨砂斜面处于水平位置，若棱镜表面不清洁，可滴加少量丙酮，用擦镜纸顺单一方向轻擦镜面 ( 不可来回擦 ) 。待镜面洗净干燥后，用滴管滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上，迅速合上辅助棱镜，旋紧闭合旋钮。若液体易挥发，动作要迅速，或先将两棱镜闭合，然后用滴管从加液孔中注入试样 ( 注意 切勿将滴管折断在孔内 ) 。

(3) 调光：转动镜筒使之垂直，调节反射镜使入射光进入棱镜，同时调节目镜的焦距，使目镜中十字线清晰明亮。调节消色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋，使明暗的界面恰好同十字线交叉点处重合。这时镜筒的轴与掠射光线平行。

(4) 读数：从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的阿贝折射仪可读至小数点后的第四位，为了使读数准确，一般应将试样重复测量三次，每次相差不能超过 0.0002 ，然后取平均值。

4. 阿贝折射仪的使用注意事项

阿贝折射仪是一种精密的光学仪器，使用时应注意以下几点：

(1) 使用时要注意保护棱镜，清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液体不得使用阿贝折射仪。

(2) 每次测定时，试样不可加得太多，一般只需加 2 ～ 3 滴即可。

(3) 要注意保持仪器清洁，保护刻度盘。每次实验完毕，要在镜面上加几滴丙酮，并用擦镜纸擦干。最后用两层擦镜纸夹在两棱镜镜面之间，以免镜面损坏。

(4) 读数时，有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线，而是畸形的，这是由于棱镜间未充满液体；若出现弧形光环，则可能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。

(5) 若待测试样折射率不在 1.3 ～ 1.7 范围内，则阿贝折射仪不能测定，也看不到明暗分界线。 5. 阿贝折射仪的校正和保养

阿贝折射仪的刻度盘的标尺零点有时会发生移动，须加以校正。

校正的方法一般是用已知折射率的标准液体，常用纯水。通过仪器测定纯水的折光率，读取数值，和该条件下纯水的标准折光率比较，其差值用以校正测定的实际折光率。

阿贝折射仪使用完毕后，要注意保养。应清洁仪器，如果光学零件表面有灰尘，可用高级鹿皮或脱脂棉轻擦后，再用洗耳球吹去。如有油污，可用脱脂棉蘸少许汽油轻擦后再用乙醚擦干净。用毕后将仪器放入有干燥剂的箱内，放置于干燥、空气流通的室内，防止仪器受潮。搬动仪器时应避免强烈振动和撞击，防止光学零件损伤而影响精度。

差热分析

一、实验目的

1．掌握差热分析原理和定性解释差热谱图。 2．用差热仪绘制CuSO425H2O等样品的差热图。 二、实验原理

物质在受热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化，并伴随有焓的改变，因而产生热效应，其表现为物质与环境（样品与参比物）之间有温度差。差热分析（简称DTA）就是通过温差测量来确定物质的物理化学性质的一种热分析方法。

差热分析仪的结构如图7-1所示。它包括带有控温装置的加热炉、放置样品和参比物的坩埚、用以盛放坩埚并使其温度均匀的保持器、测温热电偶、差热信号放大器和记录仪（后两者也可以用计算机来测量温差）。

差热图的绘制是通过两支型号相同的热电偶，分别插入样品和参比物中，并将其相同端连接在一起。A、B两端引入记录笔1，记录炉温信号。若炉子等速升温，则笔1记录下一条倾斜直线，如图7-1中T；A、C端引入记录笔2，记录差热信号。若样品不发生任何变化，样品和参比物的温度相同，两支热电偶产生的热电势大小相等，方向相反，所以ΔVAC=0，笔2划出一条直线，如图7-1中AB、DE、GH段，是平直的基线。反之，样品发生物理化学变化时，ΔVAC≠0，笔2发生上下偏移。根据规定，两支热电偶的连接及样品的放置位置应指定记录值向下偏移时过程吸热，向上偏移时过程放热。所记录得到的差热峰如图7-1中BCD、EFG所示。两支笔记录的时间—温度（温差）图就称为差热图。

图7-1 差热分析原理图

从差热图上可清晰地看到差热峰的数目、高度、位置、对称性以及峰面积。峰的个数表示物质发生物理化学变化的次数，峰的大小和方向代表热效应的大小和正负，峰的位置表示物质发生变化的转化温度（如图7-1）。在相同的测定条件下，许多物质的热谱图具有特征性。因此，可通过与已知的热谱图的比较来鉴别样品的种类。理论上讲，可通过峰面积的测量对物质进行定量分析，但因影响差热分析的因素较多，定量难以准确。

在差热分析中，体系的变化为非平衡的动力学过程。得到的差热图除了受动力学因素影响外，还受实验条件的影响。主要有参比物的选择、升温速率影响、样品预处理及用量、气氛及压力的选择和记录仪走纸速度的选择等。详细情况请参阅有关资料。

三、仪器与药品

CRY-1R型差热分析仪1套。 CuSO425H2O；Sn；α-Al2O3 四、.实验步骤 （1）准备工作

①取两只空坩埚，从炉顶放在样品杆上部的两只托盘上。

②通水和通气：接通冷却水，开启水源使水流畅通。根据需要在通气口通入一定流量的保护气体。

③送电：将“升温方式”的选择开关拨在升温位置，开启总电源、温度程序控制电源和差热放大器电源开关。

④调“偏差指示”：打开电源后，如温度程序控制单元上的“偏差指示”表头指针已指在满标处，则利用“手动”旋钮（此时必须先推进速度选择开关，将其指在两档速度之间位置，否则“手动”旋钮不能转动）使偏差指示在零位附近。“手动”旋钮的转动方向为:当出现正偏差时，转动“手动”旋钮使机械记数器读数增大，反之则减小。

⑤零位调整：将差热放大器单元的量程选择开关置于“短路”位置，转动“调零”旋钮，使“差热指示”表头指在“0”位。

⑥斜率调整：将差热放大单元量程选择开关置于±25μV档;程序方式选择“升温”，升温速度为10℃2min-1。开启记录仪笔2开关，转动差热放大器单元上的“移位”开关，使蓝笔处于记录纸的中线附近。开启记录仪的“记录”开关，将纸速调至300mm2h-1或600mm2h-1，这时蓝笔所画的线应为一条直线，称为“基线”。按下温度程序控制单元上的“工作”按钮（如发现“调零指示”表头指针远离“零位”，则应按⑤的手续另调）。按下电炉电源开关，电炉升温。

Δv H2,m在一定温度条件下可视为常数，积分可得：

以 ln Vg 对 1/T 作图，根据所得直线的斜率，可求出偏摩尔气化焓 Δv H2,m。

0

对克劳修斯-克拉贝龙方程进行处理得：

同样视一定温度范围内焓变为常数，积分：

式中，Δs HE 为非理想溶液与理想溶液中溶质的溶解焓之差，称为偏摩尔超额溶解焓，以 对1/T 作图，根据所得直线的斜率可求得偏摩尔超额溶解焓。

当活度系数大于1时，溶液对拉乌尔定律产生正偏差，溶质与溶剂分子之间的作用力小于溶质分子之间的作用力，偏摩尔超额溶解焓为正；反之为负。

仪器和试剂

气相色谱仪、氢气、微量进样器、正己烷、环己烷

实验用邻苯二甲酸二壬酯色谱柱参数：柱长：2 m，内径：1.8 mm，柱容量约 5 mL。采用固定相：邻苯二甲酸二壬酯，担体：白色201硅烷化担体，粒度80-100目。装柱时，取担体体积30mL，质量15克，取固定液1.7克，固定液含量10%（液担比），液担总质量16.5克。

装柱：1# 柱 2.5克；2# 柱 3.1克；3# 柱 3.4克；4# 柱 3.0克；各柱固定液用量 = 装柱质量*10%。

固定液用量：1# 柱 0.25克 2# 柱 0.31克 3# 柱 0.34克 4# 柱 0.30克

实验步骤

1．气相色谱仪的启动和参数设置

接通载气气源，使柱前压力表上有一定的压力（在未通载气时不能打开热导池检测器）。打开计算机，接通色谱工作站电源。打开色谱工作站程序，打开并并排排列两个通道的测定窗口，调节时宽为5，衰减为7；

打开色谱仪电源开关（绿色)。根据下表设置柱箱、热导、注样器、检测器的升温参数(按“柱箱”→数字键→“输入”，光标移到Maxim后按数字键再按“输入”则输入Maxim值，其他类似)：

Temp Maxim 柱箱 60 105 热导 120 140 注样器 120 200 检测器 120 200 打开加热电源开关（红色）。启动升温程序（按“柱箱/热导/注样器/检测器”→“显示”→“输入”）。

设置热导电流：按“热导”→“参数”→120→“输入”。按热导控制器上的“复位”按钮，打开热导电源开关（红色的琴键开关，按下为开）。调节热导控制器上的调零旋钮，使测定窗口下方的信号电位值在±5mV范围内。

待所设置各处的温度升到设定值时，即可开始进样测定了。 （录像：气相色谱仪的启动） 2．读取载气柱后流速和柱前压

用皂沫流量计和秒表测定流过 10mL 载气所需时间；读取1号柱的柱前压。 （录像：读取载气流量，读取柱前压，记录数据） 3．进样测定

吸取0.5微升正己烷、环己烷混合样，再吸入2微升空气，用进样器从1号柱进样口进样，同时按开始按钮，在色谱图上读出死时间和正己烷、环己烷的保留时间，三个峰出完后按停止按钮。

将柱箱温度分别调节到70、80、90、100度，当温度升到设置温度后保持五分钟，读取流量和柱前压，再进样测定死时间和保留时间。 （录像：进样，记录保留值） 4．结束整理

关闭热导电源并设置电流为零：关闭热导控制器上的电源开关，设置热导电流为零； 将各加热开关关闭（按“柱箱/热导/注样器/检测器”→“显示”→“取消”）； 关闭加热电源开关（红色）；

待柱箱温度降到35度以下时，打开柱箱门，关闭电源开关； 待热导池温度适当降低时，关闭气源； 关闭计算机，关闭色谱工作站电源。 （录像：关闭实验仪器） 5．数据处理

根据数据求各点的比保留体积和无限稀释活度系数 实验数据记录表：

固定液用量（W1） 克，室温 ℃，大气压 Pa

柱温℃ 柱前压(MPa) 流量(s/10mL) tr正己烷 tr环已烷 td空气 （录像：数据处理，绘图，实验报告）

电导法测定弱电解质解离常数 实验目的：

掌握电泳法测定胶体δ（seta）电势的原理与技术 理解胶体在外电场作用下相对移动而产生的电性现象 实验原理：

胶体的胶粒和分散介质各带有数量相等而符号相反的电荷，在胶粒界面上形成双电层，在胶体静止时，溶液呈电中性。

如果在溶液的两端加上电场，由于胶粒和分散介质各带有相反的电荷，因些在外电场作用下它们将向相反的方向移动，使得溶液中产生电位差，这个电位差称为δ电势。δ电势是胶体的重要物理量，它与胶体的稳定性有重要关系。δ电势越大，说明胶粒之间的斥力越大，胶体就越稳定，反之就越不稳定。当δ电势为零时，胶体就会聚沉。因此研究胶体，就要研究δ电势。 利用在电场作用来胶粒的移动速度可以测定胶体的δ电势。设胶粒所带的电荷为q，两电极之间的距离为w，则胶粒所受的静电力为 f1=qw

球形胶粒在介质中运动受到的阻力按斯托克斯定律计算： f2=6πεru

ε为液体的粘度，r为胶粒半径，u为移动速度。 如果移动速度恒定，则有 Qw=πεru

则：

根据静电学原理： 将r代入上式，可得 如果胶束是棒状的，则： 因此：

式中，ε是液体的粘度，可直接采用水的粘度；u是胶体的运动速度，是通过实验测得的，ε是介电常数，w是电位梯度，是以加在溶液中的电压除以两极间的距离而得到的。 仪器、试剂：

电泳管；稳压电源；铂电极；250mL烧杯；滴管 FeCl3溶液；00004mol2L-1HCl

实验步骤：

1．渗析半透膜的制备

向洗净烘干的250mL烧杯中加入10mL胶棉液，轻轻转动烧杯，使胶棉液在杯内壁形成一层均匀的薄膜。注意要及时把缺少的地方补上。做好后把多余的液体倒回瓶子里。将烧杯倒置，使得乙醚挥发完。当用手指触及胶膜时，应没有粘着感。然后用蒸馏水注入胶膜与瓶壁之间，小心地取出胶膜。置于蒸馏水中浸泡待用。同时应检查胶膜是否有漏洞，如有，应重做。重做前应把烧杯烘干。 2．胶体的渗析

取已经制好的氢氧化铁胶体约30mL，注入半透膜中形成一个小袋子，用皮筋扎口，并用玻棒挂在盛满自来水的500mL烧杯中，放在水槽上，慢慢注入自来水使之溢出，使得胶体纯化。 3．电泳

将电泳管固定在铁架台上，尽量使管子垂直。取出纯化后的胶体，用滴管吸取注入电泳管中。注意注入时不要沾到电泳管的上部。加入胶体的量大约在电泳管弯管上方约1cm，然后沿管壁缓缓加入0.0004mol2L盐酸。加的时候注意一定要轻缓，防止破坏胶体与溶液之间的界面，还要注意两边应尽量均匀加入，防止胶体移动。可以在管子上套一根橡皮筋，看好界面，使之不要移动。

加入盐酸至管口约5cm处时，两边同时轻轻地插入电极。电极用弹簧夹固定，注意两端电极的高度应一致，电极离液面的距离不要太近出不要太远。调节稳压电源的电压为最大（约30伏），关闭电源，标注好界面的位置，将电极与稳压电源相连，然后开启电源，并开始计时。 当电泳至胶体界面移动约1cm时，量取界面移动的距离，并停止计时，关闭电源。量取两电极之间沿管中心线的距离。洗净U形管，将电极浸泡在蒸馏水中。 4．δ电势的计算 按下式计算δ电势 其中， ε，水的粘度

以下面的经验公式计算：

ε=0.001779/(1+0.03368*t+0.00027*t） u是胶体的运动速度： u=s/t

ε是介电常数，可根据书后附录的数据根据温度进行计算 w是电位梯度，所加电压除以两极间的距离

2

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

实验目的

1、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数

2、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解活化能的测定方法 实验原理

乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应： CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH 设反应物的起始浓度均为c，则其速率方程为： dx/dt = k(c-x)(c-x)

式中，x为时间 t 时的乙酸根浓度[CH3COO]。积分后得：

-

kt = x/[c(c-x)]

显然，只要知道 t 时 x 的值，就可以求出 k。

本实验中作了两个假定：(1)CH3COONa 全部电离，因为 CH3COONa 溶液是比较稀的溶液；(2)体系电导值的减少量与[CH3COO]的增加量成正比。因为在溶液中有 Na和 OH、CH3COO参与导电，而[Na]不变，OH的迁移率比 CH3COO的迁移率大得多，溶液的电导值会随着反应的进行而下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量和醋酸钠的浓度增量成正比。如果以 G0 代表反应起始时溶液的电导值，以 Gt 代表在 t 时刻溶液的电导值，以 G∞ 代表反应完全时的电导值，则在 t 时刻：

+

-

-

-+

--

具有明显”两亲”性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)，由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类:①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。

表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成”胶束”。以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration），简称CMC。CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度越低。也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力，电导。渗透压，浊度，光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1所示。因此，通过测定溶液的某些物理性质的变化，可以测定CMC。

图1 十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系

这个特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明，当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子，有可能采取的两种途径：一是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气;二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定溶于水中。

随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束可能转变成棒形胶束，以至层状胶束，如图1所示。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。

本实验利用DDSJ-308A型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值(也可换算成摩尔电导率)，并作电导值(或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图中的转折点求得临界胶束浓度。 三、仪器与试剂

DDSJ-308A型电导率仪1台（附带电导电极1支），容量瓶(100mL) 12只，氯化钾(分析纯)，恒温水浴1套，十二烷基硫酸钠(分析纯)，容量瓶(1000mL)1只，电导水。

四、实验步骤

1. 用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol2L-1的KCl标准溶液。

2. 取十二烷基硫酸钠在80℃烘干3h，用电导水或重蒸馏水准确配制0.002，0.004，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.014，0.016，0.018，0.020 mol2L-1的十二烷基硫酸钠溶液各100 mL。

3. 打开恒温水浴调节温度至25℃或其它合适温度。开通电导率仪。 4. 用0.001 mol2L-1KCl标准溶液标定电导池常数。

5. 用DDSJ-308A型电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池3次以上，各溶液测定时必须恒温10min，每个溶液的电导率读数3次，取平均值。列表记录各溶液对应的电导率,换算成摩尔电导率。

6. 实验结束后洗净电导池和电极，并测量水的电导率。 五、注意事项

1. 电极不使用时应浸泡在蒸馏水中，用时用滤纸轻轻沾干水分，不可用纸擦拭电极上的铂黑（以免影响电导池常数）。

2. 配制溶液时，由于有泡沫，保证表面活性剂完全溶解，否则影响浓度的准确性。 3. CMC浓度有一定的范围。 六、数据记录与处理

1. 计算各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率和摩尔电导率。

2. 将数据列表，做κ-c图与λm—c图，由曲线转折点确定临界胶束浓度CMC值。 七、思考题

1. 若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？

2. 溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同浓度和温度有关，试问如何测出其热能效应ΔH值？

3. 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？若不能，则可用何种方法测之？

4. 试说出电导法测定临界胶束浓度的原理。 5. 实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？ 八、讨论

表面活性剂的渗透，润湿，乳化，去污，分散，增溶和起泡作用等基本原理广泛应用于石油，煤炭，机械，化工，冶金，材料及轻工业，农业生产中，研究表面活性剂溶液的物理溶液化学性质（吸附）和内部性质（胶束形成）有着重要意义。而临界胶束浓度（CMC）可以作为表面活性剂的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面（界面）饱和吸附的浓度越低。因而改变表面性质起到润湿，乳化，增溶和起泡等作用所需的浓度越低，另外，临界胶束浓度又是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系中的CMC测定有关。

测定CMC的方法很多，常用的有表面张力法，电导法，染料法，增溶作用法，光散射法等。这些方法，原理上都是从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。其中表面张力和电导法比较简便准确。表面张力法除了可求得CMC之外，还可以求出表面吸附等温线，此外还有一优点，就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂，其CMC的测定都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干扰，也适合非离子表面活性剂，电导法是经典方法，简便可靠。只限于离子性表面活性剂，此法对于有较高活性的表面活性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏度，因此配制溶液应该用电导水。

丙酮碘化反应速率常数的测定

一、实验目的及要求

1．掌握用孤立法确定反应级数的原理和方法；

2．建立丙酮碘化反应的速率方程，测定其反应速率常数； 3．掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理

在酸性溶液中，丙酮卤化反应是一个复杂反应，其反应式为：

式中X2 为卤素。实验表明，该反应的反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关（即反应级数近似为0），而与丙酮及氢离子的浓度有关。以碘为例，该反应的速率方程应为：

（1）

式中，指数x 、y、z分别为丙酮、氢离子和碘的反应级数，k为反应速率常数。将（1）式取对数，得：

（2）

在丙酮、酸、碘三种物质的反应体系中，固定其中两种物质的起始浓度，改变第三种物质的起始浓度，测定其反应速率。在这种情况下，反应速率只是第三种物质浓度的函数。以反应速率的对数值对该组分浓度的对数值 lg c 作图，应为一直线，直线的斜率即为对该物质的反应级数。更换改变起始浓度的物质，就可以测定对应物质的反应级数，这种方法称为孤立法。

碘在可见光区有一个很宽的吸收带，而在这个吸收带中酸和丙酮没有明显的吸收。所以，可采用分光光度法来测定反应过程中碘浓度随时间的变化关系，即反应速率。根据比尔（Beer）定律：

（3）

式中，T为透光率。I 和 I0 分别为某一波长光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，a为吸光系数，b为样品池光径长度。从（3）式可见，透光率的对数lg T 是 c碘 的函数，而c碘又是反应时间t 的函数，即：

（4）

那么，由（3）式可得： （5）

对（5）式取对数，得： （6）

将（2）式代入（6）式，得： （7）

在测定时，固定某两种物质的起始浓度不变，改变另一种物质的起始浓度。对每一个溶液都能得到一系列随时间变化的透光率值。以 lgT 对 t 作图，其斜率为 dlgT/dt。取负值后再取对数，即为该浓度下（7）式等式左边的值。对不同的起始浓度，以该对数值分别对 lg c 作图，所得直线的斜率即为反应级数。

注意，本实验中所选择的丙酮和酸的浓度范围均为0.16～0.4 mol2L-1，而碘的浓度均在0.001 mol2L-1以下，反应过程中丙酮和酸的浓度可看成是不变的。而虽然反应中碘浓度在变化，但由于其反应级数为0，即（7）式中的z为0，因此，不会对推求酸和丙酮的反应级数产生影响。

求出反应级数后，测定已知浓度碘溶液的透光率，根据（3）式即可求出 lg(ab)，结合改变碘浓度的那一组数据代入（7）式，即可求算反应速率k。 三、仪器与试剂

仪器：722型分光光度计，超级恒温槽，恒温摇床，秒表，5 mL移液管，2 mL移液管，25 mL容量瓶，洗瓶，洗耳球。

试剂：2.00 mol2L-1 盐酸溶液，2 .00 mol2L-1 丙酮溶液，0.0200 mol2L-1 碘溶液。 四、实验步骤

1．准备工作

将蒸馏水、丙酮溶液置于超级恒温槽恒温。洗涤所用的容量瓶。 2．调整分光光计计零点

打开分光光度计电源开关，预热至稳定。调节分光光度计的波长旋钮至520 nm。取一只 2 cm 比色皿，加入蒸馏水，擦干外表面（光学玻璃面应用擦镜纸擦拭），放入比色槽中。在比色槽盖打开的时候，调节零点调节旋钮，使透光率值为0，确保放蒸馏水的比色皿在光路上，将比色槽盖合上，调节灵敏度旋钮使透光率值为100%。

3．碘浓度对反应速度的影响的测定

分别移取0.0200 mol2L-1碘溶液1.30 mL、1.00 mL、0.70 mL 于25 mL 容量瓶，各移入 2.50 mL 2.00 mol2L-1 盐酸溶液，加入适量蒸馏水，使瓶中尚能加入2.5 mL丙酮溶液，置于恒温摇床上数分钟至恒温。

取其中一个溶液，移入已恒温的 2.50 mL 2.00mol2L-1 丙酮溶液，用已恒温的蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并开始计时，迅速用该溶液荡洗比色皿，并向比色皿中加入该溶液，在分光光度计上测定透光率值，同时记下时间，然后每隔一定时间（可为一分钟）同时记下透光率和时间，如此反复，一直到透光率值为80%左右。每个溶液应至少记录到6组数据。

取其余两份溶液，作同样的试验。 4．盐酸浓度对反应速度的影响

分别移取盐酸溶液 5.00 mL、4.00 mL、3.00 mL、2.00 mL于四只 25 mL 容量瓶中，移入1.00 mL碘溶液，加适量蒸馏水至尚能加入2.5 mL 丙酮，置于恒温摇床上数分钟至恒温。取其中一个溶液，移入 2.50 mL 丙酮溶液，同步骤3进行定容、计时、荡洗比色皿、测吸光度，并每隔一段时间同时读取透光度和时间值，至透光率值为 80% 左右。

注意：对于盐酸浓度较高的样品，由于反应速度快，读数的时间间隔要小，可以间隔30秒读一次。对于盐酸浓度较稀的样品，可每隔一分钟读一次。

同样测定另三份溶液。 5．丙酮浓度对反应速度的影响

分别取 2.50 mL盐酸溶液和 1.00 碘溶液于四只 25 mL 容量瓶中，加入适量蒸馏水。注意，后面所加的丙酮溶液体积不同，分别为5、4、3、2 mL，所以加水量不能太多。将容量瓶置于恒温摇床恒温数分钟后，取出一只容量瓶，立即移入 5.00 mL 丙酮溶液，同样进行定容，计时，测定透光率随时间的变化关系。

取另外三只容量瓶，分别加入指定体积丙酮后定容，并测定透光率-时间关系。 6．lg(ab) 值的测定

在一只25 mL容量瓶中加入 1.00 mL碘溶液和5.00 mL盐酸溶液，加适量蒸馏水，恒温后用蒸馏水定容至刻度，测定该溶液的透光率。

实验结束后，将比色皿、容量瓶洗涤干净，关闭分光光度计电源，擦干净桌面，罩上仪器罩。 五、注意事项

1．温度对反应速度有一定的影响，本实验在开始测定透光率后未考虑温度的影响。实验表明，如选择较大的比色皿和在不太低的气温条件下进行实验，在数分钟之内溶液的温度变化不大。如条件允许，可选择带有恒温夹套的分光光度计，并与超级恒温槽相连，保持反应温度。

2．当碘浓度较高时，丙酮可能会发生多元取代反应。因此，应记录反应开始一段时间的反应速率，以减小实验误差。

3．向溶液中加入丙酮后，反应就开始进行。如果从加入丙酮到开始读数之间的延迟时间较长，可能无法读到足够的数据，甚至会发生开始读数时透光率已超过80%的情况，当酸浓度或丙酮浓度较大时更容易出现这种情况。为了避免实验失败，在加入丙酮前应将分光光度计零点调好，加入丙酮后应尽快操作，至少在两分钟之内应读出第一组数据。

4．实验容器应用蒸馏水充分荡洗，否则会造成沉淀使实验失败。 六、数据记录与处理

本实验获得十一组透光率-时间关系以及一个固定浓度碘溶液的透光率。

将实验数据输入计算机，用数据处理软件计算所测各反应液的 lgT 并对 t 作图，求斜率。再以同一系列各溶液所测得斜率的对数值对该组分浓度的对数值作图，求斜率。由斜率可得各物质的反应级数x、y和z。

根据步骤6所测得的透光率和碘溶液的浓度计算lg(ab)，代入（7）式求反应速率常数。最终写出反应速率方程。 七、思考题

1．正确计时是保证实验成功的关键。本实验中应在何时开始计时比较合适？ 2．722型分光光度计的样品架位置应如何调节才能正确读取透光率值？ 3．测定和计算时如果采用吸光度而不是透光率，则计算公式应如何改变？

原电池电动势的测定

实验目的

1．掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术 2．学会几种电极和盐桥的制备方法

3．学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势 实验原理

凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。 可逆电池应满足如下条件:

(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆；(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界；(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时通过电池的电流应为无限小。

因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位；用电位差计测量电动势可满足通过

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fj2f.html