落球法测定液体的黏度思考题答案

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PB10214023 浩然

一、实验题目：落球法测定液体的黏度

二、实验目的：通过落球法测量油的黏度，学习并掌握测量的原理和方法

三、实验器材：小钢球、刻度尺、千分尺、游标卡尺、液体密度计、秒表、温度计。

四、实验原理：

1. 斯托克斯公式的简单介绍

粘滞阻力是液体密度、温度和运动状态的函数。如果小球在液体中下落时的速度v 很小，球的半径r 也很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的

6F vr πη= （1）

η是液体的粘度，SI 制中，η的单位是 s Pa ?

2. 对雷诺数的影响

雷诺数R e 来表征液体运动状态的稳定性。设液体在圆形截面的管中的流速为v ，液体的密度为ρ0，粘度为η，圆管的直径为2r ，则 2e v r

R ρη= （2）

奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响： 23196(1...)161080

e e F rv R R πη=+-+

落球法测量液体的粘滞系数

一、实验内容：

熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。

二、实验仪器：

落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪

三、实验原理：

如图1，当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg、液体作用于小球的浮力?gV（V为小球体积，?为液体密度）和粘滞阻力F（其方向于小球运动方向相反）。如果液体无限深广，在小球下落速度v较小的情况下，有：

F?6??rv （1）

D

图1 液体的粘滞系数测量装置

Ｆ ｆ L Ｐ H 上式称为斯托克斯公式，式中?为液体的粘滞系数，单位是Pa?s，r为小球的半径。

斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面： 1）媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的；

2）球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降； 3）球体是光滑且刚性的； 4）媒质不会在球面上滑过；

5） 球体运动很慢，故运动时所遇的阻力系由媒质的粘滞性所致，而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯性所产生。

小球开始下落时

实验一 凝固点降低法测定摩尔质量

1、简述凝固点降低法测定摩尔质量的基本原理

答：化合物的分子量是一个重要的物理化学参数。非挥发性溶质溶解在溶剂中后，其稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、冰点降低、渗透压等值只与溶质的分子数有关而与溶质的种类无关，这四种性质称为稀溶液的依数性。凝固点降低是依数性的一种表现。用凝固点降低法测定物质的分子量是一种简单而又比较准确的方法。稀溶液有依数性，稀溶液的凝固点降低（对析出物是纯溶剂的体系）与溶液中溶质B的质量摩尔浓度的关系为：?T?Tf*?Tf?KfmB，式中Tf为纯溶剂的凝固点，

*

Tf 为溶液的凝固点，mB 为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。

已知某溶剂的凝固点降低常数Kf并测得溶液的凝固点降低值ΔT，若称取一定量的溶质WB(g)和溶剂WA(g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度mB为:

mB=1000WB/MBWA,

式中，MB为溶质的分子量。代入上式，则:

MB = 1000KfWB /ΔＴfWA(g/mol)

因此，只要取得一定量的溶质（WB）和溶剂（WA）配成一稀溶液，分别测纯溶剂和稀溶液的凝固点，求得ΔTf，

凝固点降低法测定摩尔质量预习思考题汇总

1、为了提高实验的准确度是否可用增加溶质浓度的方法增加值?

答案：不可以，溶质加的太多，不是稀溶液，就不能符合凝固点降低公式了。 2、冰浴温度过高或过低有什么不好?

答案：过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点。 3、搅拌速度过快和过慢对实验有何影响？

答案：在温度逐渐降低过程中，搅拌过快，不易过冷，搅拌过慢，体系温度不均匀。温度回升时，搅拌过快，回升最高点因搅拌热而偏听偏高；过慢，溶液凝固点测量值偏低。所以搅拌的作用一是使体系温度均匀，二是供热（尤其是刮擦器壁），促进固体新相的形成。 4、根据什么原则考虑加入溶质的量，太多或太少会有何影响？

答案：根据稀溶液依数性，溶质加入量要少，而对于称量相对精密度来说，溶质又不能太少。

5、凝固点降低法测定摩尔质量使用范围内如何? 答案：：稀溶液

6、凝固点下降是根据什么相平衡体系和哪一类相线?

答案：二组分低共熔体系中的凝固点降低曲线，也称对某一物质饱和的析晶线 7、为什么要用空气套管，不用它对实验结果有何影响？

答案：减缓降温速率，防止过准予发生。

8、若溶质在溶液中有离解现象，对摩尔质量的测定值有何影响？

答案：因为凝固点下降多少直接影响，直接反映了溶

落球法测量液体的粘滞系数

实验目的：

1.掌握落体法测量液体的粘滞系数的基本原理。 2.测定蓖麻油的粘滞系数。 实验器材：

变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，秒表，螺旋测微器，钢球若干。 实验原理：

质量为m的金属小球在粘滞液体中下落时，它会受到三个力，分别是小球的重力G、小球受到的液体浮力F 粘滞阻力f。如果液体的粘滞性较大，小球的质量均匀、体积较小、表面光滑，小球在液体中下落时不产生漩涡，而且下落速度较小，则小球所受到的粘滞阻力为：

f?3??vd

其中?是液体的黏度，d是小球的直径，v是小球在流体中运动时相对于液体的速度。 当小球开始下落时，速度较小，所受到的粘滞力阻力也较小，这时小球的重力大于浮力和粘滞力阻力之和，小球做加速运动；随着小球速度的增加，小球所受到的粘滞阻力也随之增加，当小球的速度达到一定数值时，三个力达到平衡，小球所受合力为零，小球开始匀速下落，此时：

G=F+f

f F 即

v

mg??0gV?3??v0d

G 式中m、v分别表示小球的质量和体积，?0表示液体的密度。如用?表示小球的密度，则小球的体积V为v0

4?d?V????

3?2?3

小球的质量m为m??V??6d3?

代入?整理得

????0?gd2?

实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案

1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？

???C6H12O6?C6H12H6答案：C12H22O11?H2O????H??准一级反应

蔗糖 葡萄糖 果糖2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？5步

答案：①.打开电源开关(POWER仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。

②.打开光源开关(LIGHT仪器左侧),开关指DC档,此时钠灯在直流电下点燃。 ③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。④.清零 ⑤.测量

3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？

答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸起部分。 4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？

答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度来量

度其浓度。蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。

5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？4步

答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。 ②.溶液配制与

落球法测量液体粘滞系数 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.

落球法测量液体粘滞系数

各种实际液体具有不同程度的粘滞性，当液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。

液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。

测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻

实验八 落球法测量液体粘滞系数

概述

当液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于两层液体的接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。

各种实际液体具有不同程度的粘滞性。测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。 一、实验目的

1、用落球法测液体的粘滞系数； 2、研究液体粘滞系数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

指导老师：李国良

【实验目的】

①学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； ②了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数； ③熟悉电导仪的使用。

【实验原理】

（1）速率常数的测定

乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：

CH 3COOC 2H 5＋NaOH = CH 3OONa ＋C 2H 5OH

t=0 C 0 C 0 0 0

t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct

t=∞ 0 0 C 0 C 0

速率方程式 2kc dt

dc =-，积分并整理得速率常数k 的表达式为： 假定此反应在稀溶液中进行，且CH 3COONa 全部电离。则参加导电离子有Na ＋、OH －、CH 3COO

－,而Na ＋反应前后不变，OH －的迁移率远远大于CH 3COO －，随着反应的进行， OH － 不断减小，CH 3COO －不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ

二、复习思考题答案

1. 参考答案：

SO3H发烟硫酸145℃H2SO460-85℃SO3HH2SO4155℃SO3HHO3SSO3HSO3H硝化HO3SNO2还原SO3HHO3SHO3SNH2SO3HHOHO3SNH2SO3HHO3S

2.参考答案： 解：（1）

CH3CH3SO3HCH3SO3HNO2NO2NH2

（2）

CH3CH3CH3SO3HNO2NH2CH3NH2CH3

ClCH3SO3H（3）

CH3ClClNO2NO2NH2NH2

3.参考答案： 解：合成路线如下：

NO2NH2NH2NH2SO3HSO3HSO3H

苯与混酸硝化得硝基苯，硝基苯还原得苯胺，苯胺在邻二氯苯中用理论量硫酸在180℃左右进行烘焙磺化得对氨基苯磺酸，后者在过量的20%发烟硫酸中在50℃左右磺化得目的产物。 4.参考答案：

解: 甲苯用混酸进行硝化，经高效精馏分离，得邻硝基甲苯、对硝基甲苯和少量

间硝基甲苯，将它们分别用氢气或二硫化钠将硝基还原成氨基，得邻甲苯胺，对甲苯胺和少量间甲苯胺。 （1）合成路线：

CH3NH2NO2CH3NH2

将邻甲基苯胺在低温溶解于浓硫酸中，形成酸性硫酸盐，然后加入理论量的混酸、发烟硝酸或硝酸钠进行一硝化，然后放入水中稀释析出