物理化学实验答案1

1、一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76 ，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。3变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结

2、果会偏高。为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。3由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特

3、性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。八、思考题（供参考）1吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂

4、,被吸附能力越高。2弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别？答：朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式，它代表了在均匀表面上,吸附分子彼此没有作用,而且吸附是单分子层情况下吸附达平衡时的规律性，有饱和吸附量值；弗罗因德利希吸附等温式属于真实吸附，是经验公式，但也有理论说明， 范围比Langmuir 等温式要大一些，没有饱和吸附量值。3如何加快吸附平衡的到达？如何判断是否达到吸附平衡？答：提高振荡速度；滴定两次不同时间的醋酸浓度时，两次消耗NaOH 体积相同，即可判断吸附已达到平衡。二、最大泡压法测定溶液的表面张力注意事项：1.仪器系统不能漏气。 2.所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直

5、，其管口刚好与液面相切。 3.读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力差。思考题：1.毛细管尖端为何要刚好接触液面？ 答：因为如果将毛细管尖端插入到溶液内部，毛细管内会有一段水柱，产生压力P，则测定管中的压力Pr会变小，pmax会变大，测量结果偏大。 2.为何毛细管的尖端要平整？选择毛细管直径大小时应注意什么? 答：毛细管半径不能太大或太小。太大，Dpmax小，引起的读数误差大；太小，气泡易从毛细管中成串、连续地冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压力差不准。一般选用毛细管的粗细在测水的表面张力时Dpmax读数为500Pa800Pa。3.如果气泡出得很快对结果有何影响？ 答：如果气泡出

6、得很快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。4.用最大气泡法测表面张力时，为什么要取一标准物质？本实验中若不用水作标准物质行不行？最大气泡法的适用范围怎样？答：由于毛细管的半径较小，直接测量R误差较大。通常用一已知表面张力为的液体（如水、甘油等）作为参考液体，实验测得其对应的最大压力差为。可得被测液体的表面张力1=2*(p1/p2)=Kp1。 本实验中用DMP-2B型数字式微压差测量仪测量，该仪器可直接显示以Pa为单位的压力差。不行，试验中要求由稀到浓测定不同浓度正丁醇溶液的p，且如果用其他物质作标准物质，若有残留，对后面实验可能产生影响。最大气

7、泡法：非常适用于测量表面张力随时间的变化，测量气泡最高的压力。5.在本实验中，有哪些因素将会影响测定结果的准确性？答：装置漏气；毛细管尖端不平整或有异物堵塞；要求毛细管与液面相切，但实际中可能做不到，毛细管插入液面的深浅不一，或不垂直；表面吸附量是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差，因此，当浓度较低时，由于溶质优先排布在溶液表面层，使随浓度增加而增加，但当浓度增大到一定值后，再增加溶质浓度，必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小，直到浓度无限大时，这个差值为零，而我们实验中是近似地忽略掉溶液本体的溶质量的，所以可能存在一点点偏差；在实验数

8、据处理的时候是用excel的粗略拟和，产生误差。1、实验时，为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置？ 如插入一定深度将对实验带来什么影响？答案：减少测量误差，因为是气泡内外的压力差，在气泡形成的过程中，由于表面张力的作用，凹液面产生一个指向液面外的附加压力P，如果插入一定深度，P外还要考虑插入这段深度的静压力，使得的绝对值变大，表面张力也变大。2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?答案：最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。因为随着气泡的形成，曲率半径逐渐由大变小又变大，当曲率半径等于毛细管半径时，气泡呈半球形，气泡曲率半径最小，P最大。这时的表面张力为: 式中的K为仪器常数

9、，可用已知表面张力的标准物质测得。 由压力计读出。3、实验中为什么要测定水的？答案：当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为: 式中的K为仪器常数，可用已知表面张力的标准物质测得，这种标准物质就是水。4、对测量所用毛细管有什么要求？ 答案：毛细管一定要清洗干净，管口平齐。5、在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小？ 答案：测量时最大6、如何用镜象法从C等温线上作不同浓度的切线求或Z？ 如图所示，经过切点a作平行于横坐标的直线，交纵坐标于b点。用镜象法求作切线。 以Z表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离，显然Z的长度等于 ， 即 7、答案：表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定？ 答案：因为表面

10、张力与温度有关，温度升高，表面张力下降。8、如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有何影响? 答案：如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，即气泡形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。9、根据什么来控制滴液漏斗的放液速度？对本实验有何影响？答案：要求气泡从毛细管缓慢逸出，通过控制滴液漏斗的放液速度调节逸出气泡每分钟10个左右。若形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。10、测定正丁醇溶液的表面张力时，浓度为什么要按低到高的顺序依次测定？答案：溶液的表面张力与浓度

11、有关，浓度按低到高的顺序依次测定，可减少由测量瓶清洗不够干净引起的误差。11、温度变化对表面张力有何影响，为什么？答案：温度升高，表面张力下降。表面张力与温度有关， 12、测定时如何读取微压力计的压差？答案：测量时读取微压计上的最大压力。13、对同一试样进行测定时，每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同，为什么？答案：不同；每次脱出一个气泡结果才准确。如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，即气泡形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。14、 准确地取x ml正丁醇和(1000x)ml蒸馏水能得到准确的1000ml溶液吗？为什么？

12、x越大时差别越大还是越小（1 x 500范围内）？答案：不能，因为对真实液态混合物，混合前后体积不等，而且x越大（浓度越大）时差别越大。15、本实验为何要测定仪器常数？仪器常数与温度有关系吗？答案：当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为: 式中的K为仪器常数，可用已知表面张力的标准物质-蒸馏水测得。仪器常数与温度无关， 16、影响本实验结果的主要因素是什么？答案：气泡逸出速度、是否、溶液浓度、温度、系统的气密性等。17、如何检验仪器系统漏气？ 答案：旋开分液漏斗，使压差计显示一定的数值，旋紧分液漏斗，此值保持一段时间不变。18、从毛细管中逸出的气泡有什么要求？ 如何控制出泡速度？答案：要求气泡

13、从毛细管缓慢逸出，一个一个的出，逸出气泡每分钟10个左右。通过控制滴液漏斗的放液速度调节。19、由0.5mol/l的正丁醇溶液稀释浓度为0.02mol/l正丁醇溶液50 ml，如何配制最简单？写出计算公式。答案：0.50.25=(/74)V正丁醇 （11.45ml） 0.5x=0.0250 x=2 ml20、微压计如何采零？ 答案：采零:打开大试管上的活塞，使体系与大气相通，在数显微压差仪上，选Kpa键，在体系与大气相通的时候，按下采零键，读数应显示00.00。额外：如何由实验结果求算乙醇的横截面积？并与文献值相比较，写出计算相对误差和绝对误差的计算公式。答案：由实验求得的代入 可求被吸附分子

14、的截面积 。文献值：直链醇分子截面积为2.1610-19m2相对误差=（2.1610-19m2-）/2.1610-19m2：绝对误差=2.1610-19m2-1. 用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差？提示：若读中间某个压力差值，不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。2. 为何要控制气泡逸出速率？提示：气泡逸出速率会影响气泡的大小，近而影响压力差值的大小，因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。3. 本实验需要在恒温下进行吗？为什么？提示：需要恒温，因为表面张力的大小受温度的影响。4. 毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切？否则对实验有何影响?提示：毛细管尖端若不与液面相切插入一定

15、深度，会引起表面张力测定值偏小。5. 哪些因素影响表面张力测定的结果？如何减小或消除这些因素对实验的影响？提示：温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。减小或消除这些因素引起误差的措施是：恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。三、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？答案：准一级反应2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？答案：.打开电源开关(POWER仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。.打开光源开关(LIGHT仪器左侧),开关指DC档,此时钠灯在直

16、流电下点燃。.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。.清零 .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？答案：.调节恒温槽的温度在300.1。 .溶液配制与恒温。.仪器零点

17、校正。 .测量（1）t的测定（2）的测定 6、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl溶液时，由于H+的浓度高，反应速率大，一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一部分蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再准确，影响测量结果。反之，将HCl溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。7、的测量时间是否正好为5， 10，60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小？答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。由于反应体系的旋光度

18、会由右旋逐渐转变为左旋，蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。8、加入蔗糖中的蒸馏水的量有无限制？为什么？ 答案：有,不能加太多,因要移到25ml容量瓶。9、本实验需测哪些物理量？是如何测得的？答案：本实验需测不同时刻的及。：将剩余混合液置于50-60的水浴中加热30分钟，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是。10、氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响？答案：有影响。因 值与温度和催化剂的浓度有关。11、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?答案：主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，这样就消除了溶剂时实验结果的影响。故用纯蒸馏水作零点校正。且蒸馏水没有旋光性，其旋光度

19、为零。12、实验结束后为什么必须将旋光管洗净？答案：防止酸对旋光管的腐蚀。13、记录反应开始的时间迟点或早点是否影响值的测定？答案：不影响。因 值与温度和催化剂的浓度有关，与时间无关。14、在测定时，通过加热使反应速度加快转化完全，加热温度能否超过60？为什么？答案：的测量过程中，剩余反应混合液加热温度不宜过高以5055为宜，否则有副反应发生，溶液变黄。因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H+离子催化下，除了苷键断裂进行转化外，由于高温还有脱水反应，这就会影响测量结果。15、蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？答案：对指定的反应， 速率常数和反应温度、催化剂有关。16

20、、在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响？答案：（1）旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。（2）若不进行零点校正，则各个时间所的的溶液的旋光度存在偏差，若不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。本实验数据处理时，用旋光度的差值进行作图和计算，以对t作图，故若不进行零点较正，只是值不准确，但并不影响其差值，对k的结果无影响。17、配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确，对测量结果是否有影响？答案：当蔗糖的浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果无影响。当HCl溶液浓度不准确时，对反应速率常数的测

21、量结果有影响。18、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸，而用盐酸？答案：浓硫酸有脱水性（会使蔗糖脱水变成碳）和强氧化性，浓稀硝酸都有强氧化性，所以不能使用（蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性）。19、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量？答案：本实验通过测at来求得k, k与反应物浓度无关，不同at对应于不同的浓度值，无须知道它的准确浓度，所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。20、旋紧旋光管的套盖时，用力过大会影响测量结果吗？答案：会，若用力过大，易压碎玻璃盖片，或使玻璃片产生应力，影响旋光度。1. 配制蔗糖溶液时称量不够准确，对测量结果k有无影响? 取用盐酸的体积不准呢？答：蔗糖的浓度不影响

22、lnc=-kt + B的斜率，因而蔗糖浓度不准对k的测量无影响。H+在该反应体系中作催化剂，它的浓度会影响k的大小。2. 在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，我们将盐酸溶液加到蔗糖溶液里去，可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中？为什么？答：不能。本反应中氢离子为催化剂，如果将蔗糖溶液加到盐酸溶液中，在瞬间体系中氢离子浓度较高，导致反应速率过快，不利于测定。3. 测定最终旋光度时，为了加快蔗糖水解进程，采用60左右的恒温使反应进行到底，为什么不能采用更高的温度进行恒温？答：温度过高将会产生副反应，颜色变黄。4. 在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正？在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响？答：因为除了被测

23、物有旋光性外，溶液中可能还有其他物质有旋光性，因此一般要用试剂空白对零点进行校正。本实验不需要校正，因为在数据处理中用的是两个旋光度的差值。5. 记录反应开始的时间晚了一些，是否会影响到k值的测定？为什么？答：不影响。不同时间所作的直线的位置不同而已，但k（所作直线的斜率）相同。四、胶体化学思考题1、 何谓胶体？化学凝聚法制备Fe(OH)3溶胶的基本原理是什么？答案：溶胶是一种半径为11000nm固体粒子（分散相）在液体介质（分散介质）中形成的多相高度分散的热力学不稳定系统。 利用生成不溶性物质Fe(OH)3的化学反应，控制析晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶的方法称为化学凝聚法。2

24、 、何谓电泳？胶体移动速度和那些因素有关？答案：在外电场作用下，胶粒向异性电极定向移动的现象称为电泳。胶体移动速度和胶体的纯度，电动电势，介质粘度，电位梯度E，介质等因素有关。3、 何谓电动电势？Fe(OH)3溶胶的胶粒带何种电荷？答案：滑动界面与溶液本体之间的电势差称电动电势。Fe(OH)3溶胶的胶粒带正电荷。4、 电泳辅助液的选择根据什么条件？答案：不能与胶体发生反应不挥发辅助液中阴阳离子迁移速率要相近辅助液的电导率与胶体的电导率相等，这样可避免因界面处电场强度突变造成两壁界面移动速率不等而产生的界面分层不好，模糊。5 、电泳仪中两极距离是指两极间的最短距离吗？两极间距离是怎样量出来的？答

25、案：不是，用一根软电线或软线量取两电极沿U型管的距离（由一侧电极的端口至另一侧电极的端口）。6 、电解质引起溶胶聚沉的原因是什么？电解质是否越多越好？答案：电解质中与胶体带有相反电荷的离子对溶胶有聚沉作用。不是，电解质太多反而将胶体保护起来而不聚沉。7、 何谓聚沉值？何谓聚沉能力？答案：聚沉值是指：在一定时间，使一定量的溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度，称为所加电解质的聚沉值。, 聚沉能力：聚沉值的倒数。8、 本实验胶体制备的反应式？答案： 9、 制成的胶体为什么要纯化？答案：胶体不纯会影响胶体的电泳速率，从而影响到电动电势的测量，使值不准。10、 电泳的时间是否越长越好，为什么？答案：

26、不是，时间太长，会使界面模糊，影响实验结果。11、 电泳的过程中外接电压是否要恒定？为什么？答案：要，公式中E（电位梯度）等于电压除以两极间距离，所以外加电压要恒定，否则E是可变的，值也是变化的。12、电泳过程中，连接（溶胶与辅助液界面）上升界面的是阴极还是阳极？在计算电动电势时，胶粒移动距离是指界面上升距离吗？答案：负极，是。13、本实验用的是什么电极？为什么加人辅助液要沿着管壁慢慢地轻轻滴入？答案：铂电极。防止辅助液与胶体混溶，界面模糊，影响实验结果的准确测定。14、聚沉值的大小与哪些因素有关？答案：影响聚沉的主要因素有温度、胶体的性质、胶体的浓度、反离子的价数、非电解质的作用、同号离子的

27、作用等。温度升高聚沉值减少。15、制备Fe(OH)3溶胶时，如何往沸腾的蒸馏水中加入FeCl3溶液？为什么要慢慢滴入FeCl3?答案：要一滴一滴的加FeCl3溶液，这样使反应液可以充分反应，反应进行的完全。16、为什么辅助液与胶体的界面要分明？答案：因为要量取胶体上升的距离，界面要清晰。17、往电泳管里装入Fe(OH)3溶胶及辅助液的过程有什么注意事项？答案：两侧要同时并以同一速率加辅助液，而且要慢慢加入，防止辅助液与胶体混溶，造成二者界面不清晰，影响实验测量。18、在聚沉值测定实验中，每一种溶液是否要用固定的移液管取液？为什么？答案：是，否则不同溶液间会造成污染，或是使溶液浓度不准，使得所测

28、聚沉值不准。19、做好聚沉值测定的关键是什么？答案：试管干净，移液管干净，要与原液比较。20、电泳过程中电泳管为何要固定好？答案：防止因为移动电泳管而使得两侧界面不清晰，刻度读数不准确。21、电泳过程中，确定外接电压U的大小的依据是什么？答案：影响电泳速度的一个重要因素是电位梯度E（电压除以两极间距离），电位梯度相同，对电泳速度影响就相同，但电压不能过高，否则电流热效应增强，界面附近胶体密度增大，甚至出现凝聚现象。电位梯度一般采用3V/cm左右。1. 电泳中辅助液起何作用，选择辅助液的依据是什么？提示：辅液主要起胶体泳动的介质、电介质作用和与胶体形成清晰的界面易于观测等作用。选择的辅液不能与胶

29、体发生化学反应，电导率与胶体相同等2. 若电泳仪事先没有洗干净，内壁上残留有微量的电解质，对电泳测量的结果将会产生什么影响？提示：可能改变电势大小，甚至引起胶体的聚沉。3. 电泳仪中不能有气泡，为什么？提示：气泡会阻断电介质。4. 电泳速率的快慢与哪些因素有关？提示：电泳苏联与胶粒的大小、带电量、电压的大小及两电极的距离等因素有关。五、粘度法测定高聚物的相对分子质量1. 粘度计毛细管的粗细对实验结果有何影响？答：粘度计毛细管的过粗，液体流出时间就会过短，那么使用Poisuille公式时就无法近似，也就无法用时间的比值来代替粘度；如果毛细管过细，容易造成堵塞，导致实验失败。2. 乌氏粘度计中的C管的作用是什么？能否去除C管改为双管粘度计使用？答：C管的作用是形成气承悬液柱