无机盐混合溶液黏度的测定

无机盐混合溶液黏度的测定第1页，共12页，2023年，2月20日，星期六一实验目的1.了解无机化合物溶液浓度、温度对粘度的影响2.了解无机化合物本身的性质对粘度的影响第2页，共12页，2023年，2月20日，星期六二实验原理粘度的定义：液体流动时，可以把流动度液体设想为无数个流动的液层。由于液体分子间内摩擦力的的存在，各液层的流速不同。如图所示，

第3页，共12页，2023年，2月20日，星期六设二液层的面积都为A，相距ds，二者的流速之差为dv，令ξ＝dv／ds，称为流速梯度（或切变速度）。当内摩擦力与驱动液体流动的外加切应力相等时，即建立平稳的流动，称为层流。此时，液体对流动的阻力F与液层的面积A以及流速梯度成正比，即F=ηAξ

（1）如果用σ表示单位面积液体的粘滞阻力，σ＝F/A，

是剪切应力。上式可以写为σ=ηξ

（2）这就是牛顿粘度定律的表达式。式中η为比例常数，其数值相当于流速梯度为1秒－1、面积为1厘米2时两层液体间的内摩擦力，称为粘度。单位为达因·秒·厘米－2或克·秒－1·厘米－1第4页，共12页，2023年，2月20日，星期六影响无机化合物溶液粘度的因素影响无机化合物溶液粘度的因素比较复杂，宏观上讲，溶液的粘度与浓度、温度等有关，从微观上讲，粘度还与无机化合物本身的性质有关，如带电离子的半径大小、所带电荷的多少、溶液中反离子等等有关。本实验以KCl、ZnCl2

、FeCl3的水溶液为例，测定同一浓度下两溶液及它们混合液的粘度大小，并将混合液粘度值与原两溶液粘度值进行比较。第5页，共12页，2023年，2月20日，星期六

粘度的测定方法粘度的测定方法有毛细管法、落球法和旋转法。毛细管法测粘度，具有仪器设备简单操作便利，测定和数据处理方便等优点。当液体在毛细管粘度计流动时，如果促使液体流动的力全部用于克服液体的内摩擦而没有别的能量损耗时，牛顿定律可以导Poiseuille定律：

η=πPt／8ＬV

（3）P为外加力，R为毛细管的内径，L为毛细管的长度，V为毛细管上端的小球的体积，t为流经时间。在温度恒定的条件下，用同一支粘度计测定已知的标准溶液和待测溶液的流出时间，假定已知的标准溶液和待测溶液的流出时间分别为t0和t，溶液的相对粘度可表示为：

η=ρtη0／ρ0t0

（4）其中，ρ

，ρ0

分别为溶液与标准溶液的密度；η0为实验温度下标准溶液的粘度值。实验中以溶剂水为的粘度标准物质，η水

可由手册查得。第6页，共12页，2023年，2月20日，星期六三仪器药品1.仪器：超级恒温槽一套、乌氏粘度计一支、秒表一个、10ml移液管、50ml容量瓶若干、烧杯、玻璃棒、10ml的密度瓶、纸巾、分析天平；2.药品：KCl、ZnCl2

、FeCl3丙酮或无水乙醇(洗粘度计及密度瓶)；第7页，共12页，2023年，2月20日，星期六四实验步骤1.配制不同浓度的溶液分别配制2mol/L的KCl、ZnCl2

、FeCl3溶液各50ml；2.洗涤粘度计粘度计和待测液体是否清洁干净，是决定实验成功的关键之一。如果是新的粘度计,先用洗液洗，再用自来水洗三次，去离子水洗三次，烘干待用。3.测定溶剂流出时间及密度将清洁干燥的粘度计垂直安装于恒温槽内，设定温度为25℃。使水面完全浸没小球。用移液管移入15ml已恒温的蒸馏水，恒温2分钟，封闭粘度计的支管口，用吸耳球经橡皮管由毛细管上口将水抽至最上一条红线的上方时，取下洗耳球，放开支管，使其中的水自由下流，用眼睛水平注视着正在下降的液面，用秒表准确记录流经下球上下两刻度之间的时间，重复3次。准确称量洗净烘干的50mL容量瓶质量m1，加蒸馏水至容量瓶刻度线，盖上塞子，擦干，准确称量质量m2。第8页，共12页，2023年，2月20日，星期六4.测定KCl溶液流出时间及密度先称量干燥的容量瓶m，再将配好的KCl溶液和容量瓶一起称量m’，将洗净干燥的粘度计安装于恒温槽内，移取15ml已配好的KCl溶液于粘度计中（注意尽量不要将溶液粘在管壁上），恒温10分钟，按步骤3中测蒸馏水的流出时间来测定溶液的流出时间t，重复三次。5.洗净烘干粘度计后按上述方法分别测定ZnCl2、FeCl3溶液流出时间及密度。第9页，共12页，2023年，2月20日，星期六五

数据记录室温：10℃

大气压：99.18Kpa第10页，共12页，2023年，2月20日，星期六六数据处理1.根据密度质量变化，分别求出不同溶液的比重。2.根据（4）式，分别求出不同溶液的黏度值。3.比较不同价态溶液的黏度的差别。由上表可知在相同温度，相同浓度下，随着离子所带电荷增加，其粘度也增加。第11页，共12页，2023年，2月20日，星期六七实验问题记录1.本实验采用的恒温水浴为普通恒温槽，温度的稳定性不够；2.溶液的配置不是在25℃进行，且密度