物理化学实验课件

2 蔗糖水解反应速率常数的测定
实验目的
1．测定蔗糖水解反应的速度常数和半衰期。 2．了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关 系。 3．了解自动旋光仪的基本原理，掌握自动旋光 仪的正确使用
实验原理
蔗糖水解反应：
C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 果糖
蔗糖水解反应可看做为一级反应，一级反应的速度
即可计算溶质的分子量MB。
7 最大气泡压力法测定溶液表面张力
实验目的
1、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力。 2、了解表面张力的性质、表面吉布斯自由能 能的意义以及表面张力和吸附的关系。 3、掌握最大气泡法测定表面张力的方法。
实验原理
表面张力的概念：在表层中，由于表面分子净受一个 向内的拉力的作用使部分表面分子进入到内部，使表 面分子总数减少，因此，表层分子之间的距离加大， 从而使表面分子沿该方向上的引力增大，这就使得分 子间产生一个相互收缩的力，这个分子间相互作用收 缩的力就称为表面张力。通常把增大一平方米表面所 需的最大功A或增大一平方米所引起的表面自由能的变 化值ΔG称为单位表面的表面能。而把液体限制其表面 及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为 表面张力。
方程可用下式表示： dcA
dt
k1cA
ln(C A)k1tC A 0
反应的半衰期： t1/2=ln2/K=0.693/K
蔗糖及其转化产物都含有不对称的炭原子，它
们都具有旋光性。但是它们的旋光能力不同，故可 以利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量反应 的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质之旋光能力，溶剂性质， 溶液的浓度，样品管长度，光源波长及温度等均有关系。当其 它条件均固定时，旋光度α与反应物浓度C呈线性关系，即： α=kc
五．实验数据的表达及处理
1、列表法：
（1）每一表格要有简明完整的名称；
（2）表中要表达的是纯数值，因此栏头要详细地 标明名称、数量单位和公共因子；
（3）在每一行中所列数据要排列整齐，位数和小 数点要上下对齐。
（4）自变量的选择最好按自变量等量递增顺序来 排列；
（5）原始数据可与计算数据并列表中，但计算 公式和方法要注明。
•比例尺选择的一般原则：
（ⅰ）要能表示全部有效数字，以便从图解法求出 各量的准确度与测量的准确度相适应。
（ⅱ）坐标轴上每小格的数值，应便于读数和计算， 一般取1、2、5或是1、2、5的10n倍，要避 免用3、6、7、9这样的数值及它的10n倍。
（ⅲ）在上述条件下，充分考虑利用图纸的全面积， 使全图布局合理。若图形为直线，应使其直线与横纵坐 标轴的夹角尽可能在45°左右 。
×103
1电导法测定弱电解质的电离常数
实验目的
1、了解溶液电导、摩尔电导率的基本概念。 2、学会电导(率)仪的使用方法。 3、测量电解质溶液的摩尔电导率，并计算弱
电解质溶液的电离常数。
实验原理
对于CA型弱电解质
CA → C+ + A-
若弱电解质总浓度为c，该浓度下弱电解质的解离度 为α，则解离平衡常数为：
EX
ES
AC AD
待测电池
标准电池
工作电源
检流计
电位计
本实验测定以下电池的电池电动势：
（1） Zn│ZnSO4 ( 0.1mol·L－1)║CuSO4(0.1mol·L－1)│Cu （2） Zn│ZnSO4 ( 0.1mol·L－1)║KCl(饱和)│Hg2Cl2(s)│Hg （3） Hg│Hg2Cl2 (s)| KCl (饱和)║CuSO4(0.1mol·L－1)│Cu （3）Cu│ CuSO4(0.01mol·L－1) ║CuSO4(0.1mol·L－1)│Cu
式中，Tf*为纯溶剂的凝固点，Tf为溶液的凝固点，bB 为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂凝固点降低 常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。若称取一定量
的溶质mB(g)和溶剂mA(g)，配成稀溶液，则此溶液的
质量摩尔浓度为：
b B
m B
Mm
103
BA
整理得：
MB Kf
mB 103 TmA
若已知某溶剂的凝固点降低常数Kf 值， 通过实验测定此溶液的凝固点降低值ΔT，
实验原理
测量电池的电动势，要在接近热力学可逆条 件下进行，不能用伏特计直接测量，因为此 方法在测量过程中有电流通过伏特计，处于 非平衡状态，因此测出的是两电极间的电势 差，达不到测量电动势的目的，而只有在无 电流通过的情况下，电池才处在平衡状态。 用对消法可达到测量原电池电动势的目的。
对消法测电动势示意图
又因通常测定是在稀溶液中进行(C＜1×10-2g·cm-3)，
溶液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可将η 写成 r
：
r
0
t t0
t为测定溶液粘度时液面从a刻度流至b刻度的时间
to为纯溶剂流过的时间
所以通过测定溶剂和溶液在毛细管中的流出时间
，从上式求得η ，再由外推法求[η] r
[η]＝KMa
6 凝固点降低法测定物质的摩尔质量
物理化学实验课件
二、要求
实验预习：目的、原理、步骤、注意事项、数据记录 表格、仪器使用方法等。
实验过程：穿实验服、检查预习报告、讲解实验要点 并提问、认真独立完成实验、记录实验数 据、上交实验数据表；安全和卫生检查合 格后方可结束实验.
实验记录：①记录实验数据和现象必须属实、准确， 不能用铅笔记录，不能随意涂抹数据； ②实验条件也必须记录； ③数据记录要表格化。
物质的旋光能力用比旋光度来衡量。作为反应物的蔗糖是右旋 性物质，其比旋光度[]D20=66.6o ，生成物中葡萄糖是右旋物质， 其比旋光度 []D20=52.5o，但是果糖是左旋性物质，其比旋光 度 []D 20=-91.9o。由于生成物中果糖之左旋性比葡萄糖右旋性大， 所以生成物呈现左旋性质。因此，随着反应的进行，体系的右 旋角不断减小，反应至某一瞬间，体系的旋光度可恰好等于零， 而后就变成左旋，直至蔗糖完全水解，这时左旋角达到最大值 α∞。
三、成绩评定 平时成绩40分，操作考20分，期末笔试40分；
（平时：预习10分，操作50分，报告40分）
四、实验报告 实验名称： 一、实验目的 二、简明实验原理 三、实验仪器装置图 四、实验步骤 五、数据记录及处理 六、讨论：对实验现象的分析和解释、实
验结果的误差分析、对实验的改进意见及 心得体会等。 七、思考题
例如：表1 苯的蒸汽压
t/℃ 79.6
T/K 352.6
1
P/mmHg log p
T ×103
2.835 766.0 2.8845
77.1 350.2 2.854 694.6 2.8400
73.7 346.7 2.890 626.6 2.7970
69.1 342.1 2.921 62.2 335.2 2.982
d. 画坐标轴： （ⅰ）标明坐标轴名称及单位。
（ⅱ）标明坐标轴比例尺（标度），以便解图及 读数。但不标明实验数据。
e. 作测量点（描点）： 可用ο、●、∆、× 等表示测得数值各点绘 于图上，在一张图纸上如有数组不同的测量 值时，各测量值的代表点应以不同符号表示， 以示区别。并须在图上注明。
f. 联曲线：
迁移数在数值上可表示为：
tIIQ Q rr rUU U
负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有一种
电解质，则：
t t 1
用希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移 数时，在溶液中间区浓度不变的条件下，分析通
电前原溶液及通电后阳极区（或阴极区）溶液的 浓度，比较等重量溶剂所含CuSO4的量，可计算 出通电后迁移出阳极区（或阴极区）的CuSO4的 量。通过溶液的总电量Q由串联在电路中的电量 计测定。可算出 t 和 t 。
运动是彼此独立的，互不影响，即电解质的摩尔电导
率等于正、负离子摩尔电导率之和。
弱电解质CH3COOH的
m
可由强电解质HCl、
CH3COONa和NaCl的
m
求得：
m ( C H 3 C O O H ) m ( H ) m ( C H 3 C O O )
m ( H C l) m ( C H 3 C O O N a ) m ( N a C l)
n迁n原n电n后
tC
2 u
n迁 n电
t 1t SO42
Cu2
5 黏度法测定聚合物的相对分子质 量
实验目的
1.了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和 公式。 2.掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原 理与方法。 3.测定聚乙烯醇的摩尔质量。
实验原理
高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大 小的反映，这种流动过程中的内摩擦主要有：纯溶
4 希托夫法测定离子迁移数
实验目的
1．掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移 数的某本原理和操作方法。
2．测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。
实验原理
把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁
移数用符号t B 表示。
def
tB
IB I
由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等， 因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。
实验目的
1、测定以环己烷为溶剂，萘为溶质的溶液的 凝固点降低值，计算萘的分子量。
2、掌握溶液凝固点的测定技术。
3、掌握贝克曼温度计的使用方法。
实验原理
当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时（不生成固溶体），
则溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点，其降低值与溶
液的质量摩尔浓度成正比。即 △T=Tf*－Tf =KfbB
（ⅰ）各测量点均匀分布在曲线的两侧； （ ⅱ）曲线应光滑均匀，细而清晰。
•注意：不能用圆珠笔画图。