物理化學(xué)實驗思考題及參考答案可打印版

實驗七十 恒溫水浴組裝及性能測試1. 簡要回答恒溫水浴恒溫原理是什么？主要由哪些部件組成？它們的作用各是什么？答：恒溫水浴的恒溫原理是通過電子繼電器對加熱器自動調(diào)節(jié)來實現(xiàn)恒溫的目的。當(dāng)恒溫水浴因熱量向外擴散等原因使體系溫度低于設(shè)定值時，繼電器迫使加熱器工作，到體系再次達到設(shè)定溫度時，又自動停止加熱。這樣周而復(fù)始，就可以使體系的溫度在一定范圍內(nèi)保持恒定。恒溫水浴主要組成部件有：浴槽、加熱器、攪拌器、溫度計、感溫元件和溫度控制器。浴槽用來盛裝恒溫介質(zhì)；在要求恒定的溫度高于室溫時，加熱器可不斷向水浴供給熱量以補償其向環(huán)境散失的熱量；攪拌器一般安裝在加熱器附近，使熱量迅速傳遞，槽內(nèi)各部位溫度均勻；溫度計是用來測量恒溫水浴的溫度；感溫元件的作用是感知恒溫水浴溫度，并把溫度信號變?yōu)殡娦盘柊l(fā)給溫度控制器；溫度控制器包括溫度調(diào)節(jié)裝置、繼電器和控制電路，當(dāng)恒溫水浴的溫度被加熱或冷卻到指定值時，感溫元件發(fā)出信號，經(jīng)控制電路放大后，推動繼電器去開關(guān)加熱器。2. 恒溫水浴控制的溫度是否是某一固定不變的溫度？ 答：不是，恒溫水浴的溫度是在一定范圍內(nèi)保持恒定。因為水浴的恒溫狀態(tài)是通過一系列部件的作用，相互配合而獲得的，因此不可避免的存在著不少滯后現(xiàn)象，如溫度傳遞、感溫元件、溫度控制器、加熱器等的滯后。所以恒溫水浴控制的溫度有一個波動范圍，并不是控制在某一固定不變的溫度，并且恒溫水浴內(nèi)各處的溫度也會因攪拌效果的優(yōu)劣而不同。4. 什么是恒溫槽的靈敏度？如何測定？答：TS為設(shè)定溫度，T1為波動最低溫度，T2為波動最高溫度，則該恒溫水浴靈敏度為：測定恒溫水浴靈敏度的方法是在設(shè)定溫度下，用精密溫差測量儀測定溫度隨時間的變化，繪制溫度-時間曲線（即靈敏度曲線）分析其性能。5. 恒溫槽內(nèi)各處溫度是否相等？為什么？答：不相等，因為恒溫水浴各處散熱速率和加熱速率不可能完全一致。6. 如何考核恒溫槽的工作質(zhì)量？答：恒溫水浴的工作質(zhì)量由兩方面考核：（1）平均溫度和指定溫度的差值越小越好。（2）控制溫度的波動范圍越小，各處的溫度越均勻，恒溫水浴的靈敏度越高。7. 欲提高恒溫浴的靈敏度，可從哪些方面進行改進？答：欲提高恒溫水浴的靈敏度，可從以下幾個方面進行改進：恒溫水浴的熱容量要大，恒溫介質(zhì)流動性要好，傳熱性能要好。盡可能加快加熱器與感溫元件間傳熱的速度，使被加熱的液體能立即攪拌均勻并流經(jīng)感溫元件及時進行溫度控制。為此要使：感溫元件的熱容盡可能小；感溫元件、攪拌器與電加熱器間距離要近些；攪拌器效率要高。作調(diào)節(jié)溫度用的加熱器要導(dǎo)熱良好，熱容量要小，功率要適宜。8. 恒溫槽的主要部件有哪些，它們的作用各是什么？ 答：恒溫水浴主要組成部件有：浴槽、加熱器、攪拌器、溫度計、感溫元件和溫度控制器。浴槽用來盛裝恒溫介質(zhì)；在要求恒定的溫度高于室溫時，加熱器可不斷向水浴供給熱量以補償其向環(huán)境散失的熱量；攪拌器一般安裝在加熱器附近，使熱量迅速傳遞，槽內(nèi)各部位溫度均勻；溫度計是用來測量恒溫水浴的溫度；感溫元件的作用是感知恒溫水浴溫度，并把溫度信號變?yōu)殡娦盘柊l(fā)給溫度控制器；溫度控制器包括溫度調(diào)節(jié)裝置、繼電器和控制電路，當(dāng)恒溫水浴的溫度被加熱或冷卻到指定值時，感溫元件發(fā)出信號，經(jīng)控制電路放大后，推動繼電器去開關(guān)加熱器。9. 影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有那些？答：影響恒溫槽靈敏度的因素有：（1）恒溫水浴的熱容，恒溫介質(zhì)的流動性，傳熱性能。（2）加熱器與感溫元件間傳熱的速度，感溫元件的熱容；感溫元件、攪拌器與電加熱器間的距離；攪拌器的效率。（3）作調(diào)節(jié)溫度用的加熱器導(dǎo)熱性能和功率大小。10. 簡要回答恒溫槽主要由哪些部件組成?你在哪些物理化學(xué)實驗中用了恒溫技術(shù)，試舉出一個實驗實例。答：（1）主要部件：浴槽（恒溫介質(zhì)），加熱器，攪拌器，溫度計，感溫元件（導(dǎo)電表、電接觸溫度計、熱敏電阻溫度計），溫度控制器。（2）化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測定，溶液電導(dǎo)的測定測HAc的電離平衡常數(shù)，電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)，最大泡壓法測定溶液的表面張力，粘度法測定水溶性高聚物相對分子質(zhì)量，電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度，雙液系的氣-液平衡相圖中折光率的測定。11.恒溫槽中水的溫度、加熱電壓是否有特殊要求？為什么？答：槽中水的溫度應(yīng)與室溫相差不宜過大，以減少對環(huán)境的散熱速度；加熱電壓也不能太小和太大。否則會使得散熱速度過大、加熱速度也過大且加熱慣性大，使得控溫時靈敏度降低。加熱電壓太小時，會使得體系的溫度偏低時間相對較長，或達不到所設(shè)定的溫度。實驗七十一 燃燒熱的測定1. 簡述燃燒熱測定的實驗原理。答：1mol的物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量稱為燃燒熱。所謂完全燃燒是指該化合物中的C變?yōu)镃O2(氣)，H變?yōu)镠2O(液)，S變?yōu)镾O2(氣)，N變?yōu)镹2(氣)，Cl成為HCl(水溶液)，其它元素轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锘蛴坞x態(tài)。燃燒熱可在恒壓或恒容條件下測定。由熱力學(xué)第一定律可知：在不做非膨脹功情況下，恒容燃燒熱Qv等于內(nèi)能變化U，恒壓燃燒熱Qp等于焓變化H。在氧彈式熱量計中測得燃燒熱為Qv，而一般熱化學(xué)計算用的值為Qp，兩者可通過下式進行換算： QpQv十nRT (1)式中：n為燃燒反應(yīng)前后生成物和反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量之差；R為摩爾氣體常數(shù)；T為反應(yīng)熱力學(xué)溫度。測量燃燒熱的儀器稱為熱量計。本實驗采用氧彈式熱量計，如圖71-1所示。在盛有定量水的容器中，放入內(nèi)裝有一定量樣品和氧氣的密閉氧彈（圖71-2），然后使樣品完全燃燒，放出的熱量傳給盛水桶內(nèi)的水和氧彈，引起溫度上升。 氧彈熱量計的基本原理是能量守恒定律，樣品完全燃燒所釋放出的熱量使氧彈本身及其周圍的介質(zhì)（實驗用水）和熱量計有關(guān)的附件溫度升高，測量介質(zhì)在燃燒前后體系溫度的變化值T，就可求算出該樣品的恒容燃燒熱，其關(guān)系式如下： m Qv + lQ點火絲 + qV = (C計 + C水m水) T (2)式中：Qv為物質(zhì)的恒容燃燒熱(Jg-1)；m為燃燒物質(zhì)的質(zhì)量(g)；Q點火絲為點火絲的燃燒熱(Jg-1)；l為燃燒了的點火絲的質(zhì)量(g)；q為空氣中的氮氧化為二氧化氮的生成熱(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸時，每毫升堿相當(dāng)于5.98J)，V為滴定硝酸耗用的NaOH的體積(mL)；C計為氧彈、水桶、溫度計、攪拌器的熱容(Jk-1)；C水為水的比熱(Jg-1k-1)；m水為水的質(zhì)量(g)；T為燃燒前后的水溫的變化值（K）。如在實驗過程中，每次的用水量保持一定，把式(2)中的常數(shù)合并，即令 k = C計 + C水m水則： m Qv + lQ點火絲 + qV = k T (3) k為儀器常數(shù)?？梢酝ㄟ^用已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如苯甲酸)放在量熱計中燃燒，測出燃燒前后溫度變化，則： k = (m Qv + lQ點火絲 + qv )/T (4)用同樣的方法把待測物質(zhì)置于氧彈中燃燒，由溫度的升高和儀器的熱容，即可測定待測物質(zhì)的恒容燃燒熱Qv，從(1)式計算恒壓燃燒熱Qp。實驗中常忽略qV的影響，因為氧彈中的N2相對于高壓O2而言可以忽略，其次因滴定HNO3而帶來的誤差可能會超過N2本身帶來的誤差，操作中可以采用高壓O2先排除氧彈中的N2，這樣既快捷又準(zhǔn)確。先由苯甲酸的理論恒壓燃燒熱根據(jù)公式算出恒容燃燒熱，從而計算出儀器常數(shù)k，然后再測定恒容燃燒熱根據(jù)公式轉(zhuǎn)換的實際恒壓燃燒熱。2. 在使用氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥時，應(yīng)注意哪些事項？答：在使用氧氣鋼瓶及氧氣減壓閥時，應(yīng)注意以下幾點：(1) 氧氣瓶及其專用工具嚴(yán)禁與油脂接觸，操作人員不能穿用沾有各種油脂或油污的工作服、手套以免引起燃燒。(2) 氧氣鋼瓶應(yīng)直立放置要固定，遠離火源，嚴(yán)禁陽光暴曬。(3) 氧氣減壓閥要專用，安裝時螺扣要上緊。(4) 開啟氣瓶時，操作者應(yīng)站在側(cè)面，即不要面對減壓閥出口，以免氣流射傷人體。不許敲打氣瓶如何部位。(5) 用完氣后先關(guān)閉氣瓶氣門，然后松掉氣體流量螺桿。如果不松掉調(diào)節(jié)螺桿，將使彈簧長期壓縮，就會疲勞失靈(6) 氣體將用完時，氣瓶中的氣體殘余壓力一般不應(yīng)小于幾個兆帕/平方厘米，不得用完。(7) 氣瓶必須進行定期技術(shù)檢驗，有問題時要及時處理，不能帶病運行。(8) 請仔細(xì)閱讀氣瓶及氣體減壓閥的使用說明書，以得到更詳細(xì)的介紹。3. 測定非揮發(fā)性可燃液體的熱值時，能否直接放在氧彈中的不銹鋼杯里測定？揮發(fā)性的可燃液體情況又怎樣？答：均不能直接放在氧彈中的不銹鋼杯里測定，非揮發(fā)性或揮發(fā)性的可燃液體均應(yīng)化裝入膠囊或玻璃小球內(nèi)點燃，這樣才能保證樣品完全燃燒。4. 燃燒熱的測定實驗中，標(biāo)定量熱計熱容后，測定試樣時忘記換鐵桶中的水對實驗有無影響？為何要嚴(yán)格控制樣品的稱量范圍？答：有影響，因為熱容是溫度的函數(shù)，不同溫度下量熱計的熱容嚴(yán)格來講不等。樣品質(zhì)量太少了溫差測量誤差較大，樣品質(zhì)量太多了，不能保證燃燒完全。5. 在燃燒熱的測定實驗中，為什么要測真實溫差？怎樣測定？答：在燃燒熱的測定實驗中，實驗成功的首要關(guān)鍵是保證樣品完全燃燒；其次，還須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給熱量計本身及其介質(zhì)，而幾乎不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換。為了做到這一點，熱量計在設(shè)計制造上采取了幾種措施，例如：在熱量計外面設(shè)置一個套殼，此套殼有些是恒溫的，有些是絕熱的。因此，熱量計又可分為主要包括恒溫式熱量計和絕熱式熱量計。另外，熱量計壁高度拋光，這是為了減少熱輻射。量熱計和套殼間設(shè)置一層擋屏，以減少空氣的對流。但是，熱量的散失仍然無法完全避免，這可以是由于環(huán)境向熱量計輻射熱量而使其溫度升高，也可以是由于熱量計向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低。因此，燃燒前后溫度的變化值不能直接準(zhǔn)確測量，而必須經(jīng)過雷諾（Renolds）溫度校正圖進行校正。具體方法如下。當(dāng)適量待測物質(zhì)燃燒后使熱量計中的水溫升高1.5-2.0。將燃燒前后歷次觀測到的水溫記錄下來，并作圖，連成abcd線（圖71-3）。圖中b點相當(dāng)于開始燃燒之點，c點為觀測到的最高溫度讀數(shù)點，由于量熱計和外界的熱量交換，曲線ab及cd常常發(fā)生傾斜。取b點所對應(yīng)的溫度T1，c點對應(yīng)的溫度T2，其平均溫度為T，經(jīng)過T點作橫坐標(biāo)的平等線TO，與折線abcd相交于O點，然后過O點作垂直線AB，此線與ab線和cd線的延長線交于E，F(xiàn)兩點，則E點和F點所表示的溫度差即為欲求溫度的升高值T。如圖71-3所示，表示環(huán)境輻射進來的熱量所造成熱量計溫度的升高，這部分必須扣除；而表示量熱計向環(huán)境輻射出熱量而造成熱量計溫度的降低，因此這部分必須加入。經(jīng)過這樣校正后的溫差表示由于樣品燃燒使熱量計溫度升高的數(shù)值。圖 71-3 絕熱較差時的雷諾校正圖 圖 71-4 絕熱良好時的雷諾校正圖有時熱量計的絕熱情況良好，熱量散失少，而攪拌器的功率又比較大，這樣往往不斷引進少量熱量，使得燃燒后的溫度最高點不明顯出現(xiàn)，這種情況下T仍然可以按照同法進行校正（圖71-4）。必須注意，應(yīng)用這種作圖法進行校正時，量熱計的溫度和外界環(huán)境溫度不宜相差太大（最好不超過2-3），否則會引起誤差。6. 燃燒熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是什么？怎樣提高點火效率？答：燃燒熱測定實驗成功的首要關(guān)鍵是保證樣品完全燃燒；其次，還須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給熱量計本身及其介質(zhì)，而幾乎不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換。壓片不能壓的太緊，點火絲與藥品要接觸良好，不要短路，可提高點火效率。7. 氧彈式量熱計在中，哪些部件屬于體系？哪些屬于環(huán)境？實驗過程中有無熱損耗?這些熱損耗對實驗結(jié)果有何影響?答：氧彈熱量計中氧彈、水桶、溫度計、攪拌器、桶中的水屬于體系，除了體系外的其他的部分都是環(huán)境。只要體系和環(huán)境間有溫差就會有熱損耗，當(dāng)環(huán)境溫度高于體系溫度時，環(huán)境就會向熱量計輻射熱量而使其溫度升高；當(dāng)體系溫度高于環(huán)境溫度時，熱量計就會向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低，從而使燃燒前后溫度的變化不能直接準(zhǔn)確測量，即直接測量的溫差不是測真實溫差。8. 氧彈充氣后，用萬用表檢查兩電極，導(dǎo)電不良應(yīng)如何處理？答：把氧彈里面氧氣放掉，打開氧彈蓋，檢查點火絲是否與電極接好，重新裝點火絲。9. 在燃燒熱的測定實驗中，哪些因素容易造成誤差？提高本實驗的準(zhǔn)確度應(yīng)該從哪些方面考慮？答：在燃燒熱的測定實驗中以下因素容易造成誤差：（1）樣品壓片過程中混入污染物、稱重后脫落、造成稱重誤差；（2）如果樣品燃燒后殘留了不易觀測到的試樣殘留物、而又把它當(dāng)作沒有殘留完全充分燃燒處理數(shù)據(jù)，勢必造成較大誤差；（3) 攪拌器功率較大，攪拌器不斷引進的能量形成誤差；（4）熱量計的絕熱性能應(yīng)該良好，如果存在有熱漏，漏入的熱量造成誤差；（5）數(shù)據(jù)處理中用直接測量的溫差當(dāng)成真實溫差進行計算；提高本實驗的準(zhǔn)確度應(yīng)該從以下幾方面考慮：（1）待測樣品需干燥，受潮樣品不易燃燒且稱量有誤差；（2）嚴(yán)格控制樣品的稱量范圍；（3）壓片機要專用，清潔干凈；（4）將壓片制成的樣品放在干凈的稱量紙上，小心除掉易脫落部分，然后在分析天平上精確稱量；（5）用用雷諾法校法得到真實溫差。10. 燃燒熱的定義是什么？恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系是什么？答：燃燒熱的定義定義：1mol的物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量稱為燃燒熱。所謂完全燃燒是指該化合物中的C變?yōu)镃O2(氣)，H變?yōu)镠2O(液)，S變?yōu)镾O2(氣)，N變?yōu)镹2(氣)，Cl成為HCl(水溶液)，其它元素轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锘蛴坞x態(tài)。燃燒熱可在恒壓或恒容條件下測定，在恒容條件下測的燃燒熱為恒容燃燒熱Qv，在恒壓條件下測的燃燒熱為恒壓燃燒熱。由熱力學(xué)第一定律可知：在不做非膨脹功情況下，恒容燃燒熱Qv等于內(nèi)能變化U，恒壓燃燒熱Qp等于焓變化H。在氧彈式熱量計中測得燃燒熱為Qv，而一般熱化學(xué)計算用的值為Qp，兩者可通過下式進行換算： QpQv十nRT (1)式中：n為燃燒反應(yīng)前后生成物和反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量之差；R為摩爾氣體常數(shù)；T為反應(yīng)熱力學(xué)溫度。11. 在燃燒熱的測定實驗中，所測溫差值為什么要進行雷諾圖的校正？答：在燃燒熱的測定實驗中，只要體系和環(huán)境間有溫差就會有熱損耗，當(dāng)環(huán)境溫度高于體系溫度時，環(huán)境就會向熱量計輻射熱量而使其溫度升高；當(dāng)體系溫度高于環(huán)境溫度時，熱量計就會向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低，從而使燃燒前后溫度的變化不能直接準(zhǔn)確測量，即直接測量的溫差不是測真實溫差，因此必須經(jīng)過雷諾溫度校正圖進行校正。12. 在燃燒熱的測定實驗中，如何用雷諾圖解法校正溫度改變值?答：當(dāng)適量待測物質(zhì)燃燒后使熱量計中的水溫升高1.5-2.0。將燃燒前后歷次觀測到的水溫記錄下來，并作圖，連成abcd線（圖71-3）。圖中b點相當(dāng)于開始燃燒之點，c點為觀測到的最高溫度讀數(shù)點，由于量熱計和外界的熱量交換，曲線ab及cd常常發(fā)生傾斜。取b點所對應(yīng)的溫度T1，c點對應(yīng)的溫度T2，其平均溫度為T，經(jīng)過T點作橫坐標(biāo)的平等線TO，與折線abcd相交于O點，然后過O點作垂直線AB，此線與ab線和cd線的延長線交于E，F(xiàn)兩點，則E點和F點所表示的溫度差即為欲求溫度的升高值T。如圖71-3所示，表示環(huán)境輻射進來的熱量所造成熱量計溫度的升高，這部分必須扣除；而表示量熱計向環(huán)境輻射出熱量而造成熱量計溫度的降低，因此這部分必須加入。經(jīng)過這樣校正后的溫差表示由于樣品燃燒使熱量計溫度升高的數(shù)值。有時熱量計的絕熱情況良好，熱量散失少，而攪拌器的功率又比較大，這樣往往不斷引進少量熱量，使得燃燒后的溫度最高點不明顯出現(xiàn)，這種情況下T仍然可以按照同法進行校正（圖71-4）。必須注意，應(yīng)用這種作圖法進行校正時，量熱計的溫度和外界環(huán)境溫度不宜相差太大（最好不超過2-3），否則會引起誤差。圖 71-3 絕熱較差時的雷諾校正圖 圖 71-4 絕熱良好時的雷諾校正圖13. 在燃燒熱的測定實驗中，直接測量的物理量是什么?用氧彈式量熱計所測得的燃燒熱是Qv還是Qp?答：氧彈熱量計的基本原理是能量守恒定律，樣品完全燃燒所釋放出的熱量使氧彈本身及其周圍的介質(zhì)（實驗用水）和熱量計有關(guān)的附件溫度升高，測量介質(zhì)在燃燒前后體系溫度的變化值T，就可求算出該樣品的恒容燃燒熱，其關(guān)系式如下： m Qv + lQ點火絲 + qV = (C計 + C水m水) T (2)式中：Qv為物質(zhì)的恒容燃燒熱(Jg-1)；m為燃燒物質(zhì)的質(zhì)量(g)；Q點火絲為點火絲的燃燒熱(Jg-1)；l為燃燒了的點火絲的質(zhì)量(g)；q為空氣中的氮氧化為二氧化氮的生成熱(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸時，每毫升堿相當(dāng)于5.98J)，V為滴定硝酸耗用的NaOH的體積(mL)；C計為氧彈、水桶、溫度計、攪拌器的熱容(Jk-1)；C水為水的比熱(Jg-1k-1)；m水為水的質(zhì)量(g)；T為燃燒前后的水溫的變化值（K）。如在實驗過程中，每次的用水量保持一定，把式(2)中的常數(shù)合并，即令 k = C計 + C水m水則： m Qv + lQ點火絲 + qV = k T (3) k為儀器常數(shù)。可以通過用已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如苯甲酸)放在量熱計中燃燒，測出燃燒前后溫度變化，則： k = (m Qv + lQ點火絲 + qv )/T (4)在燃燒熱的測定實驗中，直接測量的物理量是燃燒樣品的質(zhì)量m，燃燒了的點火絲的質(zhì)量l，滴定硝酸耗用的NaOH的體積V（實驗中常忽略qV的影響，因為氧彈中的N2相對于高壓O2而言可以忽略，其次因滴定HNO3而帶來的誤差可能會超過N2本身帶來的誤差），介質(zhì)在燃燒前后體系溫度的變化值T，儀器常數(shù)k。因為氧彈是一個恒容的容器，所以用氧彈式量熱計所測得的燃燒熱是Qv。14. 測定燃燒熱成敗的關(guān)鍵在哪里?點火失敗的可能原因有哪些?答：燃燒熱測定實驗成功的首要關(guān)鍵是保證樣品完全燃燒；其次，還須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給熱量計本身及其介質(zhì)，而幾乎不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換。在實驗操作過程中應(yīng)使樣品的量合適，壓片松緊合適，溫差進行雷諾溫度校正。點火失敗的原因：壓片太緊、燃燒絲陷入藥片內(nèi)會造成燃不著；點火絲與樣品接觸不好；點火絲碰到燃燒皿壁，點火絲上部分相連，形成短路。15. 在燃燒熱的測定實驗中，使用定量的已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸做什么?答：令k=m水C水+C計, k為儀器常數(shù)，可以通過用定量的已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸在熱量計中燃燒，測出燃燒前后溫度的變化，求出k=（mQv+lQ點火絲+qv）/T。16. 固體樣品為什么要壓成片狀？如何測定液體樣品的燃燒熱?答：固體樣品壓成片狀有利于樣品充分完全燃燒，以免充氣時沖散樣品或者在燃燒時飛散開來，造成實驗誤差。測定液體樣品的燃燒熱時，為了防止充氣時沖散樣品或者在燃燒時樣品飛散開來，應(yīng)以藥用膠囊作為樣品管，將液體樣品裝入藥用膠囊內(nèi)，并用內(nèi)徑比膠囊外徑大0.51.0mm的薄壁軟玻璃管套住，裝樣示意如圖1所示。膠囊的燃燒熱熱值應(yīng)預(yù)先標(biāo)定以便計算時扣除。17. 在量熱測定中，還有哪些情況可能需要用到雷諾溫度校正方法？答：在量熱測定實驗中，如中和熱的測定、溶解熱的測定、稀釋熱的測定等，熱量計與周圍環(huán)境的熱交換無法完全避免，只要熱量計和環(huán)境間有溫差就會有熱損耗，當(dāng)環(huán)境溫度高于熱量計溫度時，環(huán)境就會向熱量計輻射熱量而使其溫度升高；當(dāng)熱量計溫度高于環(huán)境溫度時，熱量計就會向環(huán)境輻射而使熱量計的溫度降低，從而使測量前后溫度的變化不能直接準(zhǔn)確測量，即直接測量的溫差不是測真實溫差，因此都可能需要用到雷諾溫度校正方法進行校正。必須注意，應(yīng)用這種作圖法進行校正時，量熱計的溫度和外界環(huán)境溫度不宜相差太大（最好不超過2-3），否則會引起誤差。18. 在燃燒熱的測定實驗中，在實驗中是否每次都必須準(zhǔn)確量取3000 mL水？答：必須準(zhǔn)確量取3000ml水。因為水量的變化，使苯甲酸的水當(dāng)量和測定樣品水當(dāng)量沒有嚴(yán)格保持一致，會產(chǎn)生很大的實驗誤差。19. 在燃燒熱的測定實驗中，如何快捷、合理地消除氧彈中氮氣對測量結(jié)果的影響？答：操作中可以采用高壓O2先排除氧彈中的N2，這樣既快捷又準(zhǔn)確。即對氧彈充兩次氧氣。第一次充好后再把氧彈內(nèi)的氣體放掉，這樣氮氣可以隨著氧氣被放出去，從而達到消除氮氣的影響。實驗七十二 差熱分析1. 簡述差熱分析的基本原理.答：差熱分析，是在溫度程序控制下，測量物質(zhì)與基準(zhǔn)物(參比物)之間的溫度差隨時間變化的技術(shù)。試樣在加熱（冷卻）過程中，凡有物理變化或化學(xué)變化發(fā)生時，就有吸熱（或放熱）效應(yīng)發(fā)生，若以在實驗溫度范圍內(nèi)不發(fā)生物理變化和化學(xué)變化的惰性物質(zhì)作參比物，試樣和參比物之間就出現(xiàn)溫度差，溫度差隨溫度變化的曲線稱差熱曲線或 DTA曲線。差熱分析是研究物質(zhì)在加熱（或冷卻）過程中發(fā)生各種物理變化和化學(xué)變化的重要手段。2. 差熱分析中如何判斷物質(zhì)發(fā)生了變化？答：當(dāng)差熱曲線出現(xiàn)峰或者谷時，表示物質(zhì)發(fā)生了熱焓的變化，即說明了物質(zhì)發(fā)生了變化。3. 差熱分析中如何選擇參比物？答：作為參比物的材料必須具備的條件是在測定的溫度范圍內(nèi)保持熱穩(wěn)定，一般用-氧化鋁、煅燒過的氧化鎂、二氧化硅及金屬鎳等。選擇時應(yīng)盡量采用與待測物比熱容、熱導(dǎo)率及顆粒度相一致的物質(zhì)，以提高準(zhǔn)確性。4. 在差熱分析實驗中，作溫度工作曲線的目的是什么？答：目的是為了間接測定物質(zhì)在加熱過程中的溫度變化以及差熱曲線出現(xiàn)峰或者谷時的溫度，以準(zhǔn)確快速的測出物質(zhì)在相應(yīng)溫度下產(chǎn)生的熱效應(yīng)。5. 差熱分析圖中什么說明了物質(zhì)的變化次數(shù)？答：差熱圖中峰的數(shù)目說明了樣品在這段時間（或溫度）范圍內(nèi)變化的次數(shù)。6. 差熱圖主要受哪些實驗條件的影響？答：（1）儀器方面的因素：包括加熱爐的形狀和尺寸、坩堝材料及大小形狀、熱電偶性能及其位置、顯示、記錄系統(tǒng)精度、走紙速率等。（2）試樣因素：包括試樣的熱容量、熱導(dǎo)率和試樣的純度、結(jié)晶度或離子取代以及試樣的顆粒度、用量及裝填密度、參比物的選擇等。（3）實驗條件：包括加熱速度、氣氛和壓力等。7. 在差熱分析實驗中，為什么加熱過程中即使試樣未發(fā)生變化，差熱曲線仍會出現(xiàn)基線漂移？答：可能是機器的噪音，樣品與參比物的粒度和熱容不一致所引起的基線漂移。8. 在差熱分析實驗中，為什么要控制升溫速度？升溫過快或過慢有何后果？答：升溫速率對差熱曲線有重大的影響，常常影響峰的形狀、分辨率和峰所對應(yīng)的溫度值。升溫速率較低時，基線漂移較小，分辨率較高，但測定的時間相對較長；而升溫速率過高，基線漂移嚴(yán)重，分辨率較低，但測試時間較短。9. 在差熱分析實驗中，如何應(yīng)用差熱曲線來解釋物質(zhì)的物理變化及化學(xué)變化過程？答：通過測定樣品與參比物的溫度差對時間（或溫度）的函數(shù)關(guān)系，來鑒別物質(zhì)或確定組成結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)化溫度、熱效應(yīng)等物理及化學(xué)變化過程。10. 差熱曲線的形狀與哪些因素有關(guān)？影響差熱分析結(jié)果的主要因素是什么？答：影響差熱曲線的形狀的因素有：升溫速率，氣氛及壓力，參比物的選擇，稀釋劑的影響，樣品的顆粒大小，走紙速度。影響差熱分析結(jié)果的主要因素也是：升溫速率，氣氛及壓力，參比物的選擇，稀釋劑的影響，樣品的顆粒大小，走紙速度。11. 差熱分析和簡單熱分析(步冷曲線法)有何異同？答：相同點：都是研究物質(zhì)隨著溫度的變化發(fā)生各種物理和化學(xué)效應(yīng)時產(chǎn)生的各種能量變化，依據(jù)這些能量的變化對試樣進行定性和定量分析。不同點：簡單的熱分析是直接研究物質(zhì)本身的溫度隨時間的變化關(guān)系，通過步冷曲線的拐點和平臺對樣品進行定性和定量分析是熱力學(xué)平衡狀態(tài)。差熱分析是研究物質(zhì)與參比物的溫度差隨溫度的變化關(guān)系，通過差熱峰的峰的數(shù)目，位置，方向，大小對樣品進行定性和定量分析，不是熱力平衡狀態(tài)。12. 試從物質(zhì)的熱容解釋差熱曲線的基線漂移答：基線漂移說明參比物和樣品有熱容差異，且與粒子的顆粒，填裝的密度有關(guān)。13. 在什么情況下，升溫過程與降溫過程所得到的差熱分析結(jié)果相同？在什么情況下，只能采用升溫或降溫方法？答：（1）一般來說高純度金屬樣品的熔點（凝固點），由于其熔距極窄，用升溫或降溫分析的結(jié)果基本相同。（2）根據(jù)物質(zhì)測定所需要的條件來確定，如熔化，脫水則升溫，物質(zhì)凝聚則降溫。14. 在差熱分析實驗中，裝試樣與參比物的兩只坩堝如果放顛倒了，出來的圖譜會怎樣？答：出來圖像凹凸與正常測試圖像相反（原來凹的凸原來凸的凹）。15在差熱分析實驗中，試樣的量過多有什么不好？答：有些物質(zhì)加熱伴隨的體積增大使試樣溢出坩鍋影響時間準(zhǔn)確度。16. 在差熱分析實驗中，為什么參考物都置于樣品桿上？答：必須都放在樣品桿的托盤上，因為參考物和被測物必須同時升溫，在被測物不發(fā)生熱效應(yīng)時，保持兩者溫差T=0，在被測物發(fā)生熱效應(yīng)時，反應(yīng)出此時兩者的溫差T。17. 在差熱分析實驗中，反應(yīng)前后差熱曲線的基線往往不在一條水平線上，為什么？答：在實際測量時，由于樣品與參比物的比熱容，導(dǎo)熱系數(shù)，粒度，裝填情況等不可能完全相同，因而差熱曲線的極限不一定與時間軸平行，峰前后的基線也不一定在同一條直線上。試樣的熱容量和熱導(dǎo)率的變化會引起差熱曲線的基線變化，一臺性能良好的差熱儀的基線應(yīng)是一條水平直線，但試樣差熱曲線的基線在熱反應(yīng)的前后往往不會停留在同一水平上。這是由于試樣在熱反應(yīng)前后熱容或熱導(dǎo)率變化的緣故。18. 從差熱圖上我們可以得出哪些信息？答：從差熱圖上可清晰在看到差熱峰的數(shù)目、位置、方向、寬度、高度、對稱性以及峰面積等。峰的數(shù)目表示在測定溫度范圍內(nèi)，待測樣品發(fā)生變化的次數(shù)；峰的位置表示物質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)化溫度范圍；峰的方向表明體系發(fā)生熱效應(yīng)的正負(fù)性；峰面積說明熱效應(yīng)的大?。辉谙嗤那闆r下，峰面積大的表示熱效應(yīng)也大。19. 在差熱分析實驗中，在樣品的處理上，有哪些要求？為什么？答：樣品粒度大約200目左右（可用分子篩篩選，如果沒有，直接目測，如在本實驗中，研磨后的試樣CuSO4 5H2O與參比物-氧化鋁粒徑差不多則可）。雖然顆粒小可以改善導(dǎo)熱條件，但太細(xì)可能破壞晶格或分解，顆粒太大則會造成較大的基線漂移20. 在差熱分析實驗中，升溫速率對峰的形狀有何影響？答：升溫速率較低時，基線漂移較小，分辨率較高，但測定的時間相對較；而升溫速率過高，基線漂移嚴(yán)重，分辨率較低，但測試時間較短，一般升溫速率10度每分鐘。實驗七十三 凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的基本原理答：化合物的分子量是一個重要的物理化學(xué)參數(shù)。非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、冰點降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關(guān)而與溶質(zhì)的種類無關(guān)，這四種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。凝固點降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。用凝固點降低法測定物質(zhì)的分子量是一種簡單而又比較準(zhǔn)確的方法。稀溶液有依數(shù)性，稀溶液的凝固點降低（對析出物是純?nèi)軇┑捏w系）與溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的關(guān)系為：，式中Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c，Tf 為溶液的凝固點，mB 為溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，為溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。 已知某溶劑的凝固點降低常數(shù)Kf并測得溶液的凝固點降低值T，若稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度mB為: mB=1000WB/MBWA,式中，MB為溶質(zhì)的分子量。代入上式，則: MB= 1000KfWB /fWA(g/mol) 因此，只要取得一定量的溶質(zhì)（WB）和溶劑（WA）配成一稀溶液，分別測純?nèi)軇┖拖∪芤旱哪厅c，求得Tf，再查得溶劑得凝固點降低常數(shù)，代入上式即可求得溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。2、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解，締合和生成絡(luò)合物的情況下，對摩爾質(zhì)量的測定值各有什么影響？答：用凝固點降低法測分子質(zhì)量靠的是依數(shù)性，即依靠溶質(zhì)在溶液中粒子的數(shù)目。注意，依靠的是粒子的數(shù)目而不是分子的數(shù)目。如果發(fā)生締合或解離，自然是導(dǎo)致所測得的粒子所并不等同于分子數(shù)，那測出來的相對分子質(zhì)量自然有偏差。解離使粒子數(shù)增多，表觀上是分子數(shù)增加，于是測得的分子量變小。締合和生成絡(luò)合物使粒子數(shù)減少，于是測得的分子量比實際的要大。3、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？答：根據(jù)溶液凝固點的下降值考慮加入溶質(zhì)的量，加入的溶質(zhì)的量約使溶液的凝固點降低0.5左右。加入太多，因為濃度大了，就不是稀溶液，就不滿足依數(shù)性了。加入太少，會使溶液的凝固點降低不明顯，測量誤差會增大。4、凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？答：凝固點降低公式適用于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強電解質(zhì)稀溶液。其次溶劑凝固點不應(yīng)太高或太低，應(yīng)在常溫下易達到。如：水、苯、環(huán)己烷等。當(dāng)溶質(zhì)在溶液里有解離、締合、溶劑化或形成配合物等情況時，會使測出來的相對分子質(zhì)量，所以在電解溶液中不適用上式計算。5、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對結(jié)果有何影響？如何控制過冷程度？答：過冷現(xiàn)象是由于溶解在溶液中的溶質(zhì)在溫度降到凝固點以后，沒有晶體析出而達到過飽和狀態(tài)的現(xiàn)象，原因一般是由于寒劑溫度過低，降溫過快或溶液中較干凈，沒有雜質(zhì)晶核。在冷卻過程中，如稍有過冷現(xiàn)象是合乎要求的，但過冷太厲害或寒劑溫度過低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在溫度低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。因此，實驗操作中必須注意掌握體系的過冷程度。對于溶液而言，過冷太甚還會導(dǎo)致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3為宜；為了判斷過冷程度，本實驗先測近似凝固點；當(dāng)溶液溫度降至高于近似凝固點的0.5時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。6、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為了提高實驗的準(zhǔn)確度，是否可用增加溶液濃度的辦法來增加T值？為什么？答：不可以，原因是只有稀溶液才具有稀溶液的依數(shù)性，溶劑的凝固點降低值與溶劑的粒子數(shù)成正比。才滿足：7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)？稀溶液依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關(guān)？答：非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、冰點降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關(guān)而與溶質(zhì)的種類無關(guān)，這四種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。稀溶液依數(shù)性質(zhì)與以下因素有關(guān)：只取決于溶劑的種類、數(shù)量和溶質(zhì)粒子的數(shù)目。8、測定溶液凝固點時若過冷程度太大對結(jié)果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少？答：過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。對于溶液而言，過冷太甚還會導(dǎo)致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差。溶劑系統(tǒng)的自由度為1，溶液系統(tǒng)的自由度為2。9、什么叫凝固點？凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？答：純?nèi)軇┠厅c是固體與液體成平衡的溫度，溶液的凝固點是固體溶劑與溶液成平衡的溫度。不同晶體具有不同的凝固點。凝固點降低的公式適用于于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強電解質(zhì)稀溶液。其他電解質(zhì)溶液不能用。10、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊?。看穑簽榱朔乐惯^冷太甚；過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。11、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，實驗測量成敗的關(guān)鍵是什么？答：實驗測量成敗的關(guān)鍵是：控制過冷程度和攪拌速率?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3為宜；為了判斷過冷程度，本實驗先測近似凝固點；當(dāng)溶液溫度降至高于近似凝固點的0.5時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。本實驗規(guī)定了攪拌方式：將冷凍管插入冰水浴中，緩慢攪拌，使之逐漸冷卻，并觀察溫度計溫度，當(dāng)環(huán)己烷液的溫度降至高于近似凝固點的0.5時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，并緩慢攪拌（每秒1次），使環(huán)己烷溫度均勻地逐漸降低。當(dāng)溫度低于近似凝固點0.2-0.3時應(yīng)急速攪拌（防止過冷超過0.5），促使固體析出。當(dāng)固體析出時，溫度開始回升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度達到最高點，此時記下的溫度即為純?nèi)軇┑木_凝固點。每次測定應(yīng)按要求的速率攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點的時候攪拌條件要完全一致。12、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，加入萘的時候，不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，對實驗結(jié)果有何影響？答：若不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，則溶液中的溶質(zhì)含量將減少，導(dǎo)致所測溫差偏小，溶質(zhì)摩爾質(zhì)量偏大。13、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要先測近似凝固點？答：先測近似凝固點，可防止過冷太甚。過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。先測近似凝固點，可準(zhǔn)確判斷過冷程度，減小凝固點測量誤差，使誤差范圍小于0.006以內(nèi)，保證測定值得準(zhǔn)確性。14、當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結(jié)果有何意義？答：當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，可根據(jù)溶質(zhì)在溶液中的表觀摩爾質(zhì)量與真實摩爾質(zhì)量相比，可以求出溶質(zhì)在溶液中有解離度、締合度、溶劑化程度及配位數(shù)。15、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，測定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什么？答：不同，因為在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，環(huán)已烷的用量遠遠大于萘丸，如果要達到相同的相對誤差，測定環(huán)已烷質(zhì)量的精密度要遠遠的小于萘丸。因此在測定環(huán)已烷的質(zhì)量時，使用移液管量取體積再乘以密度；在測定萘丸質(zhì)量時，精密度要求高，因此用電子天平測量。16、用凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時應(yīng)考慮哪些因素？答：首先溶質(zhì)能在此溶液很好的溶解，不出現(xiàn)解離，締和，溶劑化和形成配合物等現(xiàn)象，另外此溶劑的凝固點溫度不宜太高或太低，應(yīng)很容易達到。17、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？答：由相率可知，在一定外壓下，純?nèi)軇┰谀厅c時的條件自由度為零，在冷卻曲線上可得到溫度不變的水平線段。而溶液在凝固點時的條件自由度為1，其凝固點隨溶液濃度的改變而改變，因此在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。在純?nèi)軇┑睦鋮s曲線中，曲線中的低下部分表示發(fā)生了過冷現(xiàn)象，即溶劑冷至凝固點以下仍無固相析出，這是由于開始結(jié)晶出的微小晶粒的飽和蒸氣壓大于同溫度下普通晶體的飽和蒸氣壓，所以往往產(chǎn)生過冷現(xiàn)象，即液體的溫度要降低到凝固點以下才能析出固體，隨后溫度再上升到凝固點。溶液的冷卻情況與此不同，當(dāng)溶液冷卻到凝固點時，開始析出固態(tài)純?nèi)軇?，隨著溶劑的析出，溶液濃度逐漸增大，溶液的凝固點不斷下降，在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。因此，在測定濃度一定的溶液的凝固點時，析出的固體越少，測得的凝固點才越準(zhǔn)確。同時過冷程度應(yīng)盡量減小，一般可采用在開始結(jié)晶時，加入少量溶劑的微小晶體作為晶種的方法，以促使晶體生成，溶液的凝固點應(yīng)從冷卻曲線上待溫度回升后外推而得。 18、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，寒劑溫度的溫度應(yīng)控制在什么范圍？為什么？答：寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3為宜，實驗時寒劑應(yīng)經(jīng)常攪拌并間斷地補充少量碎冰，使寒劑溫度基本保持不變。寒劑溫度對控制過冷程度影響很大，從而影響實驗結(jié)果，寒劑溫度的溫度過高會導(dǎo)致冷卻太慢，過低則測不出正確的凝固點。19、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥？答：因為的內(nèi)套管是用來裝純?nèi)軇┉h(huán)己烷的，如果內(nèi)套管不是潔凈干凈的，那么測得的就不是純?nèi)軇┑哪厅c，而是參有雜質(zhì)的溶液的凝固點，會導(dǎo)致測得的凝固點不準(zhǔn)確。20、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，攪拌速度的控制是做好本實驗的關(guān)鍵，在實驗過程中怎樣控制攪拌速度？答：本實驗規(guī)定了攪拌方式：將冷凍管插入冰水浴中，緩慢攪拌，使之逐漸冷卻，并觀察溫度計溫度，當(dāng)環(huán)己烷液的溫度降至高于近似凝固點的0.5時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，并緩慢攪拌（每秒1次），使環(huán)己烷溫度均勻地逐漸降低。當(dāng)溫度低于近似凝固點0.2-0.3時應(yīng)急速攪拌（防止過冷超過0.5），促使固體析出。當(dāng)固體析出時，溫度開始回升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度達到最高點，此時記下的溫度即為純?nèi)軇┑木_凝固點。每次測定應(yīng)按要求的速率攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點的時候攪拌條件要完全一致。實驗七十四 純液體飽和蒸氣壓的測量1、簡述由純液體飽和蒸氣壓的測量求該液體平均摩爾汽化熱的基本原理。 答：在通常溫度下，純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示： (1)假定vapHm與溫度無關(guān)或溫度范圍較小，vapHm可以近似作為常數(shù)，積分上式，得： (2)在一定溫度范圍內(nèi)，測定不同溫度下的飽和蒸氣壓，以lnp對作圖，應(yīng)為一直線，直線的斜率為，由斜率可求算液體的平均摩爾汽化熱vapHm。2. 在純液體飽和蒸汽壓測定實驗中，測定裝置中安置緩沖儲氣罐起什么作用？答：控制減壓速度，防止空氣倒灌。3. 在純液體飽和蒸汽壓測定實驗中，平衡管的U形管中的液體起什么作用？冷凝管又起什么作用？答：平衡管的U形管中的液體起密封液體隔絕空氣，同時判斷平衡，即測量純液體蒸汽壓的作用；冷凝管冷卻環(huán)己烷蒸汽。4. 在純液體飽和蒸汽壓測定中，如何檢查體系是否漏氣？能否在熱水浴中檢查體系是否漏氣？答：關(guān)閉儲氣氣罐的平衡閥l，打開進氣閥和平衡閥2，開動真空泵，當(dāng)測壓儀的示數(shù)為-50-60kPa時，關(guān)閉進氣閥，觀察測壓儀讀數(shù)，若讀數(shù)不變，則系統(tǒng)不漏氣；若真空度下降，則系統(tǒng)漏氣，要查清漏氣原因并排除之。不能在熱水浴中檢查體系是否漏氣，因為隨著溫度升高，體系內(nèi)的壓力增大，也會導(dǎo)致真空度下降。5. 說明純液體飽和蒸氣壓、沸騰溫度、正常沸點和摩爾汽化熱的含義。答：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時的蒸氣壓力，稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。這里的平衡狀態(tài)指的是動態(tài)平衡。在某一溫度下，被測液體處于密閉真空容器中，液體分子從表面逃逸成蒸氣，同時蒸氣分子因碰撞而凝結(jié)成液相，當(dāng)兩者的速率相同時，就達到了動態(tài)平衡，此時氣相中的蒸氣密度不再改變，因而具有一定的飽和蒸氣壓。蒸發(fā)一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱 。蒸氣壓等于外界壓力時，液體便沸騰，此時的溫度稱為沸點，當(dāng)外壓為p(101.325kPa)時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。6. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中，怎樣根據(jù)數(shù)字式壓力表的讀數(shù)確定系統(tǒng)的壓力？答：系統(tǒng)的壓力=室溫下的大氣壓+數(shù)字是壓力表的讀數(shù)（為負(fù)數(shù)）7. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中，何時讀取數(shù)字式壓力表的讀數(shù)？所得讀數(shù)是否就是該純液體的飽和蒸汽壓？答：當(dāng)B、C兩管中的液面平齊時，就讀取數(shù)字是壓力表的讀數(shù)；不是，液體的飽和蒸汽壓=室溫下的大氣壓+數(shù)字是壓力表的讀數(shù)（為負(fù)數(shù)）8. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中，測定沸點的過程中，若出現(xiàn)空氣倒灌，則會產(chǎn)生什么結(jié)果？答：測定沸點的過程中，若出現(xiàn)空氣倒灌， B，C兩管液面平齊時，液體的飽和蒸汽壓+空氣壓=室溫下的大氣壓，使得所測沸點偏低。9. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中，測量過程中，如何判斷平衡管內(nèi)的空氣已趕盡？答：在系統(tǒng)不進空氣的情況下，重復(fù)測定室溫下純液體的飽和蒸汽壓三次，若連續(xù)三組實驗在室溫大氣壓下所得的沸點在誤差范圍內(nèi)，則表明空氣已排盡。10. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中應(yīng)注意些什么？答：（1）減壓系統(tǒng)不能漏氣，否則抽氣時達不到本實驗要求的真空度。（2）必須充分排除凈AB彎管空間中全部空氣，使AB管液面上空只含液體的蒸氣分子。（3）AB管必須放置于恒溫水浴中的水面以下，否則其溫度與水浴溫度不同。（4）測定中，當(dāng)B、C兩管中的液面平齊時，讀數(shù)要迅速，讀畢應(yīng)立即打開活塞9抽氣減壓或加熱，防止空氣倒灌。若發(fā)生倒灌現(xiàn)象，必須重新排除凈AB彎管內(nèi)之空氣。（5）注意在停止抽氣時，應(yīng)先把真空泵與大氣相通，打開平衡閥l通大氣后方可關(guān)閉真空泵，否則可能使真空泵中的油倒灌入系統(tǒng)。11. 若用純液體飽和蒸氣壓測量裝置測量易燃液體的飽和蒸汽壓，加熱時應(yīng)注意什么？答：不能用明火直接加熱12. 在純液體飽和蒸氣壓測量實驗中，為什么ac彎管中的空氣要排除凈，怎樣操作，怎樣防止空氣倒灌?答：本實驗采用靜態(tài)法（降溫法）測定環(huán)己烷在不同溫度下的飽和蒸氣壓。平衡管由A球和U型管B、C組成，如圖74-1所示。平衡管上接一冷凝管 ，以橡皮管與緩沖儲氣罐（緩沖儲氣罐與數(shù)字壓力計）相連。A內(nèi)裝待測液體，當(dāng)A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時，則表示B管液面上的蒸氣壓(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時，體系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點。用當(dāng)時的大氣壓減去數(shù)字式氣壓計的氣壓值，即為該溫度下液體的飽和蒸氣壓?？梢姳緦嶒灉y量沸點的依據(jù)是當(dāng)A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時，則表示B管液面上的蒸氣壓(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時，體系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點。測定沸點的過程中，若ac彎管中的空氣沒有排除凈，當(dāng)B，C兩管液面