物化实验复习资料

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1、纯液体饱和蒸汽压的测定1. 纯液体饱和蒸气压与温度的关系：克劳修斯-克拉佩龙方程：（d In p*）/dT二vapHm）/R平 不定积分：ln P* 二-（vapHm/ RT） +CIn P* : 1/T 作图为一直线，斜率=-vapHm/ R=-b vapHm二bRP*=Po-AP, Po为实验时大气压，AP为饱和蒸汽压测定仪上独处的压力差，Po为101.325KPa 时，对应的温度为液态的正常沸点。2. 测定宝盒蒸汽压常用的方法有动态法、静态法和饱和气流法；本实验采用精态法，此法适用于蒸 汽压较大的液体，使用的主要仪器是：饱和蒸汽压测定仪，读取压力差数据。静态法即将北侧物 质放在一个密闭的

2、体系中在不同的温度下直接测量其饱和蒸气压。3. 对易燃液体加热时通常使用水浴加热、油浴加热、直接加热方法。本实验采用水浴加热方法进行 加热，为了使溶液受热均匀，恒温水浴必须搅拌。4. 实验数据处理：由原始数据做出lnP*:1/T图，通过直线斜率求平均摩尔汽化热，求正常沸点。5实验原理：a.饱和蒸气压即一定温度下，液体与其蒸气达到平衡的压力；b. AT内液体平均摩尔 汽化热的求算；c.外推法求正常沸点Tb； Tb-P下，液体蒸气压与外压相差时的T。6. 注意事项：装置严实，赶净空气，抽气缓慢，严防空气倒灌。7. 平衡管的作用：封闭和平衡压力的作用。问题：1. 在停止抽气时，若先拔掉电源插头会出现

3、什么情况？答：会出现真空泵油倒灌。2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气，对结果有何影响？答 ;不能，加热过程中温度不能恒定， 气-液两相不能达到平衡，压力也不恒定，漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定， 气-液两相无法达到平衡，从而造成缩测结果不准确。3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动？答：因为体系未达到平衡状态。4. 克-克方程在什么条件下才使用？答; 克-克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积 V 羽气体的摩 尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度摩尔蒸发热AH的影响，在实验温度范围内可视其为 常数，三是气体视为理想气体。5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？

4、答：有关。6. 本实验主要误差来源是什么？答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。7. 测定前和测定时应注意什么？测定纯液体的饱和蒸汽压前，首先要对测定装置检漏，如果真空计 示值在数分钟内基本保持不变，表示不漏气，才可进行下一步实验；读书时 b、c 两管液面必须 水平，读取三次数据，取平均值；所读取的数据为液体的饱和蒸汽压与实验大气压之差，若为负 值，表示液体的饱和蒸汽压比实验大气压小。燃烧热的测定1. 实验的测定方法是量热法，使用的热量计是氧弹热量计，氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律， 测定的条件是恒容，直接测定的热效应是恒容燃烧热，要获得恒压热效应，必须进行转换，转换 公式： Q

5、p=Qv+An（ RT）2. 氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律：-（m样/M）Qv-lXQ=（m水C水+C计）AT忽略引燃铁丝燃烧放出的热量，固定水的用量和热量计，上式改写为：-（m样/M）Qv =C AT（C 上少一横），通过已知燃烧热的物质求出 直接测出一定质量样品燃烧反应前后热量计中水的温 度，获得3. 实际上，热量计与周围环境的热交换无法避免，这种影响在本实验中用雷诺温度校正图校正。4. 制作样品时要将样品压片，是避免样品燃烧时飞溅，确保样品燃烧完全，样品称量使用分析天平。5为确保实验成功，实验的关键是什么?应注意什么？答：a.关键是样品点燃及燃烧完全与否。b.样 品压片得当；引燃铁

6、丝安装位置合适，螺丝部分紧贴样品表面；充入充足氧气；确保点火时间 4-5s。6. 测定的步骤，加入的水如何称量？7. 实验的目的是测量邻苯二甲酸的燃烧热，为什么要测苯甲酸？作用是什么？答：作标准物质，求 出水的当量。8数据处理：-（m样/M）Qv =C T（C上少一横）注意各符号的意义和单位。9.实验仪器：压品机、氧弹热量计、数字式精密温差测量仪、氧气钢瓶、氧气减压阀。 问题：1. 本实验中，那些是系统？那些是环境？系统与环境有无热交换？这些热交换对本实验结果有何影 响？如何矫正？答：盛水桶内部物质及空间为系统，除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分 为环境，系统和环境之间有热交换，热交换的存

7、在会影响燃烧热测定的准确值，可通过雷诺校正 曲线校正来减小其影响。2. 固体样品为什么要压成片状？苯和苯甲酸的用量是如何确定的？答：是避免样品燃烧时飞溅，确 保样品燃烧完全；苯和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹的体 积和内部氧的压力来确定样品的用量。3. 是分析样品然不着，燃不尽的原因有哪些？答：压片太紧，燃烧丝陷入药片内会造成然不着；压 片太松，氧气不足会造成燃不尽。4. 是分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些？本实验成功的关键一因素是什么？答：能否保证 样品充分燃烧，系统和环境间的热交换是影响本实验的主要因素，本实验成功的关键：药品的量 合适，压片松紧合适，雷

8、诺温度校正。5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事？答：课本 P217-220.6开始加入内筒的水温为什么要选择比环境低1C左右，否则有何影响？答：本实验是测定热效应 的实验，所以希望在尽可能接近绝热条件下进行，燃烧热测定实验中样品重量的选择使实验时温 差在1.5-2.0C之间，因而选择起始水温低于环境1C左右，使实验前半期环境向体系 放热，后半期体系向环境放热，正负偏差尽量接近，如果不这样做，就会由于热交换引进较大的 误差。7燃烧热测定试实验中，为使点火成功，操作中应注意什么问题（即注意事项）？答：a.样品需压 成片状并适度；b.点火丝两端要系紧在电极上；c.点火丝中间螺旋部分要与样品

9、表面紧密接触， 但点火丝不能与燃烧皿接触；d.充氧要充足够，氧弹不能漏气。8. 为什么要用雷诺温度校正图？答：因为热量计与周围环境的热交换是无法完全避免的。双液系的气-液平衡相图1. 二组分系统的相律表达式，二组分系统相图的类型，本实验要绘制的是哪种相图？2. 本实验的实验方法是蒸馏法，使用测量仪是沸点测定仪。使用的阿贝折光仪测平衡液相和气相冷 凝液的折光率即组成成分。3. 本实验直接测定的是不同组分让溶液在实验压力下的沸点、两相样品的折光率，测定折光率使用 的仪器时阿贝折光仪，为了获得两相样品的组成，先要通过已知组成的溶液的折光率制得工作曲线。4. 加入测定仪圆底烧瓶中的溶液量如何确定？答：

10、以完全浸没电热丝为准，加热时通过调压变压器 逐渐加大电压，使溶液缓慢加热，读取沸点数据时要在温度计的读数稳定后再维持3-5分钟。5. 在溶液沸腾期间，要不时地将沸点测定仪中承接气相凝聚液的小球中的液体倾入烧瓶。6. 沸点校正公式：/C= (273.15+七人/0 /10X (101325-P/Pa) /101325t B=tA+t压，P为实验压力，tA为实验压力下测得的沸点，t沸为校正后的沸点。8操作要点：a.工作曲线绘制：条恒温至30C，在阿贝折光仪上测定11份小瓶溶液的折光率，记 录其组成与n b.沸点仪的安装：沸点仪需洁净干燥，取溶液为40ml，电热丝泉浸入液中；c.测 定溶液的沸点：打

11、开冷凝水，通电源，逐渐调电压至15v,液体充分沸腾后（70C）,再调电压 为13v左右，稳定维持4-5分钟（不是将小球内液体凝聚液体倾入烧瓶中），记下温度即为tA，记下室内压力P; d.取样测定：先关掉电源，用自来水冷却液相，取气相凝聚液册折光率ng，再 测液相的nc； e.测定：由稀到浓，不用洗，要回收；f.绘制工作曲线及相图并在图上确定最低沸 点和混合物的组成。问题：1. 本实验在测环己烷加异丙醇体系时，为什么沸点仪不需要洗净、烘干？答：实验只要册不同组成 下的沸点，平衡时气相及液相的组成即可。体系具体 的组成没必要精确。2. 体系平衡时，两相温度应不应该一样？实际呢？怎样插置温度计的水银

12、球在溶液中，才能准确册 的沸点呢？答：两相温度应该一样，但实际是不一样的，一般将温度计的水银球插入溶液下1/3 校好。3. 收集气相冷凝液的小槽体积大小对实验结果有无影响？为什么？ 答：有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相的组成。4. 阿贝折光仪的使用应注意什么？答：不能测定酸、强碱等对仪器有强腐蚀性的物质。5. 讨论本实验的主要误差来源。答：影响温度测定的：温度计的插入深度，沸腾的程度等。影响组 成测定的：移动沸点仪时气相冷凝液倒流回液相中、测定的速度慢等。6. 在双液系的气液平衡相图实验中，蒸馏时因仪器保温条件欠佳，在气相达到半球状前，沸点较高 的组分hi发生部分冷凝，TX图将怎样

13、变化？答：此时沸点低的组分在气相中的组成偏高，气 相线将向低沸点组分一段偏移，液相线向高沸点端组分偏移，对形成最低恒沸物的体系TX图在 靠近高沸点组成的半支变“胖”，而另半支变瘦，对形成最高恒沸物的体系，结果相反。7. 请用手工方法分别绘制环己烷乙醇体系的气液平衡相图和铅锡体系的固液相图，并说明最低 特征点的名称和对应的组成。8比较测绘气液相图和固液相图的异同。答：相同点：都需要加热，都是确定T与C的关系，两者 的数据都是热力学平衡下的结果。不同点：方法不同，前者是蒸馏法，后者是热分析法；测定的 相变不同，前者的是非典温度，后者是熔点温度。二组分金属相图的绘制1. 定压下额二组分系统的相律表达

14、式：f*=2-0+l=3-0（是O斜线，你是C） 最大自由度为22. 本实验的实验方法是热分析法，首先要绘制步冷曲线，通过步冷曲线的拐点和平台，获得熔液的 熔点（凝固点）。步冷曲线出现拐点表示有一种金属析出，两相共存，此时：f*=2-0+1=2-2+1=1， 温度可以继续下降步冷曲线出现平台，此时有两种金属析出，系统以三相共存（二组分系统）或 两相共存（单组分系统），f*=2-C+l=l-2+l=0 （是O斜线，你是C）单组分系统和低共熔点混合 物步冷曲线无拐点，只有平台，二组分系统步冷曲线有拐点也有平台。3要绘制铅锡相图，需要获得哪些数据？答：纯Pb的熔点；样品的准确组成与开始析出纯Pb的温

15、 度；样品的准确组成与开始析出纯Sn的温度；样品的准确性组成与Pb、Sn同时析出的温度；纯 Pb 的熔点。4.为保证样品完全熔融，加热的温度控制在样品融化后再咼50C熔融混合物的冷却温度不宜过快， 以每分6-8C为宜，步冷曲线的斜率及平台的长短与冷却速率有关，冷却速率小斜率小；冷却速 率大斜率大。5本实验作图时横坐标是x，纵坐标T，而实验所使用的样品组成是质量分数，测得的温度是七/C， 如何换算？ 6. 实验数据处理。问题：1. 作相图还有哪些方法？答：作相图的方法还有溶解法、沸点法等。2. 通常认为，体系发生相变时地热效应很小，则用热分析法很难测得准确相图，为什么？在含 Bi30 和 80

16、的二个样品的步冷曲线第一个转折点哪个明显？为什么？ 答：因为热分析法是通过步冷曲线来绘制相图的，主要是通过步冷曲线上的拐点和水平段（斜率 的改变）来判断新相的出现。如果体系发生相变的热效应很小，则用热分析法很难产生拐点和水 平段。30样品的步冷曲线中第一个转折点明显，熔化热大的 Sn 先析出，所以当发生相变时可 以提供更多的温度补偿，使曲线斜率改变较大。3. 有时在出现固相的冷却记录曲线凹陷的小弯，是什么原因造成的？此时应如何相图转折温度？ 答：这是由于出现过冷现象造成的，遇到这种情况可以通过做延长线的方式确定相图的转折温度。4. 金属熔融系统冷却时，冷却曲线为什么出现折点？纯金属、低共熔金属

17、及合金等转折点各有几 个？曲线形状为何不同？答：因为金属熔融系统冷却时，友谊金属凝固放热对体系散热发生一个补偿，因而造成冷却曲线 上的斜率发生改变，出现折点。纯金属、低共熔金属各出现一个水平段，合金出现一个折点和一 个水平段。由于曲线的形状与样品熔点温度和环境温度、样品相变热的多少，保温加热炉的保温 性能和样品的数量均有关系，所以样品的步冷曲线是不一样的。对于纯金属和低共熔金属来说只 有一个熔点，所以只出现平台。而对于合金来说，先有一种金属析出，然后2 种再同时析出，所 以会出现一个折点和一个平台。5. 友谊失去标签的 Sn-Bi 合金样品，用什么方法可以确定其组成？答：可以通过热分析法来确定

18、其组成，首先通过热分析法绘制Sn-Bi的二组分相图，然后再绘制 该合金样品的步冷曲线，与 Sn-Bi 的二组分相图对照即可得出该合金的组成。6. 如果用热分析法或差示扫描法来绘制相图，是否可行？答：可行。在很多情况下，随物相变化而 产生的热效应很小，步冷曲线上转折点不明显，甚至不能出现。在这种情况下需要用脚灵敏方法 进行，上两种方法就其中之二。7. 影响步冷曲线各段斜率及水平段的长短因素分析。答：步冷曲线的斜率即温度变化的速率决定于 体系与环境的温度差，体系的热容和热导率，相变情况等因素，若步冷体系的热容，散热情况等 基本相同，体系温度降低的速率可表示为一dT/dt=k （T体一T环），式中：

19、T温度，t时间，k 与热容、散热情况有关的常数。当有固体析出时，放出相变热，因而步冷曲线发生折变。折变 是否明显，决定于放出的箱变热能抵消散失热量的多少。若物质饿箱变热大，放出的箱变热大， 放出箱变热能抵消大部分散失的能量，则折变明显，否则折变不明显，故在试问较低时，在降温 过程中需给电炉加以一定的电压（约20v）,来减缓冷却速度，以使这边明显。8. 简述热分析法及用热分析法绘制固液想吐的概念？答：热分析法是相图绘制工作中常用的一种 绘制方法。按一定比例配成均匀液相体系，让它缓慢冷却，以体系温度对时间作图，则为步冷曲 线。曲线的转折点表明了某一温度下发生相变的信息。由体系的组成了相图上的一些相

20、线，并构 成若干相区。络合物的磁化率的测定1. 本实验的实验方法是古埃法，使用仪器是古埃磁天平。2. 物质按磁性分类，分为逆磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。逆磁性物质：物质的相对磁导率uVl,摩尔磁化率XmVO顺磁性物质：物质的相对磁导率ul,摩尔磁化率Xm03. 根据实验结果判断 KFe（CN） 6.H2O 中未成对电子数计键和络合物的类型。4. 洋品管的填装；样品管底部正好与磁极中心线齐平；样品管正好放在两磁极中间，不能与磁极相 撞。5样品的填装；样品管必须清洁、干燥；样品必须研细；管内样品应均匀填实；样品高度约18cm。 6. 称量样品在磁场中的质量时：励磁电流由小到大再由大到小，目的

21、是抵消磁场剩磁现象的影响。7. 实验直接测量的是什么物理量？如何获得物质的摩尔磁化率？如何获得物质的未成对电子数？mm答：实验直接测量的物质是：在有无磁场作用下的质量，通过公式：XM=2( 样-管)ghM/muoH2，求出物质的摩尔磁化率，其中H通过已知磁化率的莫尔盐求出，再根据公式Um=根号(3kTXM/Luo)求出永久磁矩，然后根据公式Um=根号n(n+2) UB求出未成对电子 书问题：1在不同的励磁电流下，测得的样品的山和xm是否相同？为什么？答：Am不相同，摩尔磁化率相同。因为磁电流不同，样品受磁化程度不同，所以Am不同。而 摩尔磁化率是物质特征的物理性质，理论上是不会因为励磁电流不同而不同的。2. 影响实验结果的因素分析。答: a.如升降电流不是很慢，剩磁现象会带来称量误差。b.样品填置不实和物质失去结晶水，会 引起xm变大，从而使计算的n较理论值大。c.若被测物质的未成对电子数较多，则该实验测量 中，随着磁场强度的增加，在两磁极中会发生偏移现象。这样将会引起很大的称量误差，所以必 须始终将样品处于两磁极的中心位置。此外，读数要迅速，等天平光点平稳后，立即读数。 d. 有时仪器性能不够稳定，会降低结果的准确度。3. 影响测定摩尔磁化率的因素。答：剩磁现象、样品纯度、样品填装均匀紧密与否、填装高度、温 度等。