物化实验理论讲座
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物理化学实验讲义物理化学实验讲义实验六过氧化氢的催化分解一、实验目的1、测定一级反响速率常数k,验证反响速率常数k与反响物浓度无关。
2、通过改变催化剂浓度试验,得出反响速率常数k与催化剂浓度有关。
二、实验原理H2O2在常温的条件下缓慢分解,在有催化剂的条件下,分解速率明显加快,其反响的方程式为: H2O2= H2O+1/2O2在有催化剂〔如KI〕的条件下,其反响机理为:H2O2+KI→KIO+ H2O 〔1〕 KIO→KI + O2 〔2〕其中〔1〕的反响速度比〔2〕的反响速度慢,所以H2O2催化分解反响的速度主要由〔1〕决定,如果假设该反响为一级反响,其反响速度式如下:?dcH2O2/dt?k'cKIcH2O2 〔3〕在反响的过程中,由于KI不断再生,故其浓度不变,与k'合并仍为常数,令其等于k上式可简化为:?dcH2O2/dt?kcH2O2 〔4〕积分后为: ln(ct/c0)??kt 〔5〕c0--- H2O2的初始浓度ct----反响到t时刻的H2O2浓度k---- KI作用下, H2O2催化分解反响速率常数反响速率的大小可用k来表示,也可用半衰期t1/2来表示。
半衰期表示反响物浓度减少一半时所需的时间,即c?c0/2代入〔5〕式得:t1/2=(ln2)/k关于t时刻的H2O2浓度的求法有许多种,本实验采用的是通过测量反响所生成的氧的体积量来表示,因为在分解的过程中,在一定时间内,所产生的氧的体积与已分解的H2O2浓度成正比,其比例常数是一定值即1H2O2?H2O?O22 - 1 -物理化学实验讲义t?0 c0 0 0t?t ct?c0?x x ct?K(V??Vt) c0?KV?1x 2V?—H2O2全局部解所产生的氧气的体积Vt----反响到t时刻时,所产生的氧气的体积x—反响到t时刻时,H2O2已分解的浓度式中K为比例常数,将此式代入速率方程式中,可得到:ln(ct/c0)?ln(V??Vt)/V???kt 即:ln(V??Vt)??kt?lnV?如果以t为横坐标,以ln(V??Vt)为纵坐标,假设得到一直线,即可验证H2O2催化分解反响为一级反响,由直线的斜率即可求出速率常数k值。
实验一 燃烧热的测定一、实验目的1. 通过萘的燃烧热测定,了解氧弹量热计各主要部件的作用,掌握燃烧热的测定技术;2. 掌握恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别与联系;3. 学会应用图解法校正温度改变值。
二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q v ),其值等于这个过程的内能变化(ΔU )。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p ),它等于这个过程的焓变(ΔH )。
若把参与反应的气体作为理想气体处理,则存在下列关系式:p v Q Q n RT =+∆⋅ (1-1)式中,Δn 为产物中气体的摩尔数之和与反应物中气体的摩尔数之和的差值;R 为气体常数;T 为反应的绝对温度。
若测得某物质恒压燃烧热或恒容燃烧热中的任何一个,就可根据式(1-1)计算另外一个。
化学反应的热效应通常是用恒压热效应来表示的,而且习惯上用ΔH 表示。
测量化学反应热效应的仪器称为量热计。
本实验采用XRY-1A 型数显氧弹式热量计测量萘的燃烧热。
由于氧弹量热计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的,故为恒容燃烧热。
其原理是将一定量待测物样品在氧弹中完全燃烧时放出的热量使量热计(包括周围介质)的温度升高,通过测定燃烧前、后量热计温度的变化值,就可以计算出样品的燃烧热。
其关系式如下:()v C T mQ Q l ρ∆=-+点火丝点火丝点火丝 (1-2)式中,m 为标准物质的质量(g);Q v 为1g 标准物质恒容燃烧放出的热(J·g -1); Q 点火丝= -1.02×10-3kJ·g -1;l 点火丝为点火丝的长度(cm);ρ点火丝为单位长度点火丝的质量(g·cm -1),其值为4.00×10-4 g·cm -1;ΔT 为样品燃烧前后量热计温度的变化值(K) (需用校正法校正);C 为量热计的热容,即量热计每升高1K 所需要吸收的热量(J·K -1)。
一、实验目的1. 了解化学实验的基本原理和操作方法。
2. 掌握化学实验仪器的正确使用方法。
3. 培养严谨的科学态度和实验技能。
二、实验器材1. 仪器:试管、烧杯、量筒、滴定管、酒精灯、石棉网、铁架台、铁夹、集气瓶、水槽、毛玻璃片、导管、橡皮管、单口塞。
2. 试剂:盐酸、无水碳酸钠、甲基红溴甲酚绿混合指示剂、高锰酸钾。
三、实验原理1. 盐酸溶液的配制:由于浓盐酸易挥发放出气体,直接配制准确度差,因此配制盐酸标准溶液时需用间接配制法。
本实验采用无水碳酸钠为基准物质,以甲基红溴甲酚绿混合指示剂指示终点,终点颜色由绿色变为暗紫色。
2. 高锰酸钾制取氧气:高锰酸钾在加热条件下分解生成氧气,氧气可收集于集气瓶中。
四、实验步骤1. 盐酸溶液的配制:- 用移液管移取盐酸,加水稀释至一定浓度,混匀,倒入细口瓶中,密塞,备用。
- 用减量称量法称取在干燥器中灼烧至恒重的基准无水碳酸钠三份,每份重若干克,称至小数点后四位,分别置于三个已编号的锥形瓶中,以蒸馏水溶解,加甲基红溴甲酚绿混合指示剂滴,用盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为紫红色,煮沸数分钟,冷却至室温后继续滴定。
2. 高锰酸钾制取氧气:- 组装:把药品装入试管,盖上单口塞,连上导管,铁夹夹住试管管口1/3处,试管底部略微上倾,水槽装一半水,集气瓶装满水用毛玻璃片盖住(不留气泡)并倒置于水槽中,把导管伸入集气瓶。
- 点燃酒精灯,先不收集气体(要把装置内空气排尽),过一会之后收集气体至集气瓶中水排尽。
五、实验现象1. 盐酸溶液的配制:滴定过程中,溶液颜色由绿色变为暗紫色,说明达到滴定终点。
2. 高锰酸钾制取氧气:加热试管,高锰酸钾分解生成氧气,氧气集满集气瓶,木条复燃。
六、实验数据记录与处理1. 盐酸溶液的配制:- 无水碳酸钠质量:若干克- 盐酸溶液浓度:若干mol/L2. 高锰酸钾制取氧气:- 高锰酸钾质量:若干克- 氧气产量:若干毫升七、实验结果与讨论1. 盐酸溶液的配制:根据实验数据,计算出盐酸溶液的浓度,并与理论值进行比较,分析误差原因。