蘇州大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)一2013秋

?純鐵在硫酸溶液中極化曲線

?黏度

?電導(dǎo)法測定醋酸電離常數(shù)

?蒸氣壓

?旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率常數(shù)

?甲基紅電離平衡常數(shù)

?燃燒熱

?偶極矩的測定

?熱分析

?苯甲醛紅外光譜的密度泛函模擬

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)講座

1基本要求與注意事項(xiàng)

一、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的與要求

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解物理化學(xué)研究過程：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，觀察與數(shù)據(jù)記錄，

條件判斷與選擇，

數(shù)據(jù)處理與分析，

實(shí)驗(yàn)結(jié)果所表現(xiàn)的物理化學(xué)意義。

透過現(xiàn)象看本質(zhì)

實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練與研究方法培養(yǎng)

理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與操作

數(shù)據(jù)處理與分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)考核

基本要求

實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確

可靠，數(shù)據(jù)處理正確，實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)范

實(shí)驗(yàn)室安全

實(shí)驗(yàn)室儀器操作規(guī)范，衛(wèi)生規(guī)范

檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，

檢查儀器規(guī)范，檢查衛(wèi)生規(guī)范

二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全

z化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般安全事項(xiàng)：易燃，易爆，有毒試劑

z壓力容器壓力氣體，真空操作，氣體的輸送

z用電安全

z儀器安全使用正確操作，規(guī)范使用

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的受壓容器和裝置

高壓儲(chǔ)氣瓶，真空系統(tǒng)，氣流穩(wěn)壓用的玻璃儀器，盛放液氮

的保溫瓶

儲(chǔ)氣瓶的色標(biāo)

O2H2N2ArHe空氣NH3CO2Cl2C2H2

外表天藍(lán)深綠黑灰棕黑黃黑草白

顏色綠

字樣黑紅黃綠白白藍(lán)黃白紅

顏色

橫條紅棕白

顏色

高壓氣瓶的安全操作注意事項(xiàng)

z氣瓶定期送檢，一般三年一次

z氣瓶放置要求：

存放在陰涼、干燥、遠(yuǎn)離熱源的地方

固定：氣瓶固定在穩(wěn)固的支架上、實(shí)驗(yàn)桌或墻壁上，防

止受外來撞擊和意外跌倒。

氣瓶周邊避免明火、電火花等危險(xiǎn)源

z安裝減壓閥，與氣體種類相匹配

z搬運(yùn)：拆除減壓閥，旋上瓶帽，專用搬運(yùn)車，避免撞擊

z開啟：先開總閥，再調(diào)節(jié)減壓閥。

人站減壓閥接管側(cè)面，避免直對閥門氣體出口

z通風(fēng)良好

z殘留氣壓：>10kg/cm3

受壓玻璃儀器安全操作注意事項(xiàng)

z使用受壓玻璃儀器，不用薄壁和平底燒瓶之類容器

z氣流要有穩(wěn)壓裝置，和安全閥

zU型壓力計(jì)要留有足夠的長度以防水銀溢出

z真空系統(tǒng)：耐壓管，緩沖瓶，泄氣閥。

z真空系統(tǒng)操作注意事項(xiàng)

泄氣閥壓力計(jì)

真空系統(tǒng)

真空泵

緩沖瓶

真空系統(tǒng)：緩沖瓶，

用電安全

z小心觸電，當(dāng)電流超過50mA時(shí)就有生命危險(xiǎn)

z安全電為電壓小于36V

z保持人體各部位干燥，不能用雙手和潮濕時(shí)去接觸電器

z一旦發(fā)生觸電，應(yīng)立即斷開電源，對傷者采取急救措施

220V

注意：調(diào)壓器、加熱管，儀器的正確接線，

正確調(diào)控輸出電壓

單相手動(dòng)接觸式調(diào)壓器

正確接線，正確調(diào)控輸出電壓

三、實(shí)驗(yàn)測量誤差

1量的測定

從測量方式上可分為兩類直接測量和間接測量

1.1直接測量

將被測的量直接與同一類量進(jìn)行比較的方法稱直接測量。

如用米尺量長度，停表記時(shí)間，溫度計(jì)測溫度，壓力表測

氣壓，用天平稱質(zhì)量等等。

被測的量直接由測量儀器的讀數(shù)決定，儀器的刻度就是被

測量的數(shù)值。

1.2間接測量

許多被測的量不能直接與標(biāo)準(zhǔn)的單位量度進(jìn)行比較，而要

根據(jù)別的量的測量結(jié)果，間接與標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較。這種測

量方法稱間接測量。

例如：粘度法測高聚物的相對分子質(zhì)量。就是用毛細(xì)管粘

度計(jì)測出純?nèi)軇┖途酆衔锶芤旱牧鞒鰰r(shí)間t，然后利用一定的

物理化學(xué)原理，通過一定的計(jì)算程序，才求得相對分子質(zhì)量。

這里直接測定量是時(shí)間。

又如：比重瓶法測液體密度，直接測量量是質(zhì)量和體積

實(shí)際工作中，大多數(shù)物理量的測量是通過間接手段解決的。

2測量中的誤差

根據(jù)誤差的性質(zhì)和來源，可以分為

系統(tǒng)誤差

隨機(jī)誤差

過失誤差

2.1系統(tǒng)誤差

在指定測量條件下，多次測量同一量時(shí)，測量誤差的絕對

值和符號(hào)保持恒定，測量數(shù)值按某一規(guī)律變化，稱系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生與下列因素有關(guān):

1.儀器裝置本身的問題：如精確度和誤差，儀器零點(diǎn)位誤

差，指示數(shù)值不正確等。

2.環(huán)境因素：如溫度，濕度，氣壓等發(fā)生定向變化。

3.測量方法的限制：一些誤差因素在測量結(jié)果表達(dá)式中沒

有得到反映。

4.所用試劑純度不符合要求。

5.測量者個(gè)人的習(xí)慣性誤差。如記錄信號(hào)的時(shí)間滯后，對

顏色的感覺不靈敏或讀數(shù)時(shí)眼睛的位置偏高或偏低等。

系統(tǒng)誤差是恒差，不能通過增加測量次數(shù)加以消除。通常

采用幾種不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，或不同的實(shí)驗(yàn)方法，或改變實(shí)驗(yàn)

條件，對結(jié)果進(jìn)行對比，以確定有無系統(tǒng)誤差。然后設(shè)法消

除或使之減少，以提高測量的準(zhǔn)確度。

2.2隨機(jī)誤差

指在相同條件下多次測量同一物理量時(shí)，其絕對值和符號(hào)

都以不可預(yù)料的方式變化所產(chǎn)生的誤差。

誤差呈現(xiàn)隨機(jī)性，多次測量，誤差具有補(bǔ)償性，一些誤差

相互抵消。隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。增加測量次數(shù)，可以減

小隨機(jī)誤差。

2.3過失誤差

由于實(shí)驗(yàn)者的粗心,如標(biāo)度看錯(cuò),記錄寫錯(cuò),計(jì)算錯(cuò)誤所引起的誤

差,稱為過失誤差.

這類誤差是無規(guī)則可尋,但是是可以避免的。

3間接測量中的誤差傳遞

間接測量中,每一步的測量誤差對最終測量結(jié)果產(chǎn)生的影

響,稱為誤差傳遞

一平均誤差和相對平均誤差的傳遞

設(shè)y是由u,v直接測量而得，y=f(u,v)。u和v的平均誤差引起y

的誤差dy和相對誤差(dy/y)為

?y?ydy?ydu?ydv

dy=du+dv=+

?u?vy?uy?vy

二標(biāo)準(zhǔn)誤差的傳遞

?y?y

σ={()2σ2+()2σ2}1/2

y?uu?vv

各種運(yùn)算過程的絕對誤差和相對誤差

dx+dy

N=x+y±(dx+dy)±()

x+y

dx+dy

±()

N=x?y±(dx+dy)x?y

dxdy

±(ydx+xdy)±(+)

N=xyxy

N=x/y±(xdy+ydx)/y2±(dx/x+dy/y)

m?1±(mdx/x)

N=xm±(mxdx)

±(dx/xlnx)

N=lnx±(dx/x)

4有效數(shù)字

測量儀器的選擇

記錄數(shù)據(jù)的位數(shù)不應(yīng)超過誤差限定的范圍

運(yùn)算遵守有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則

四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表達(dá)

測量數(shù)據(jù)的正確記錄，整理，歸納，處理，并正確表達(dá)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果所獲得的規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表達(dá)方法主要有三種：列表法，圖解法和數(shù)學(xué)方程法

4.1列表要求：

z表序號(hào)及表名稱

z表欄頭，物理量/單位如：V/cm3c/mol.dm-3

z表中列出純數(shù)(數(shù)值),以最簡單的形式表示,公共的乘方因

子應(yīng)放在欄頭注明

z每行中的數(shù)字要排列整齊,小數(shù)點(diǎn)應(yīng)對齊

z直接測量的數(shù)字可與處理的結(jié)果并列在一張表上,必要時(shí)應(yīng)

在表的下面注明數(shù)據(jù)的處理方法或數(shù)據(jù)的來源

z表中所有數(shù)值的填寫都必須遵守有效數(shù)字規(guī)則

z三線表格式

4.2圖解法

直觀，特征突出,變量關(guān)系明確，便于數(shù)據(jù)分析

變量和函數(shù)：自變量為橫坐標(biāo),應(yīng)變量為縱坐標(biāo),數(shù)據(jù)點(diǎn)

(xi,yi),標(biāo)度：圖形特征清晰

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的符號(hào)：●■▲

曲線光滑：擬合

圖序號(hào)，圖名與坐標(biāo)標(biāo)注：

做圖工具：坐標(biāo)紙

計(jì)算機(jī)程序origin

4.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方程的擬合

尋求一個(gè)最佳方程以擬合實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù).

存在著兩個(gè)問題,一選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系;二確定函數(shù)關(guān)系中個(gè)

參數(shù)的最佳值

最小二乘法

最小二乘法處理直線方程y=a+bx

4.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括：

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?/p>

（2）簡明原理；公式

（3）實(shí)驗(yàn)儀器和藥品；

（4）實(shí)驗(yàn)步驟；

（5）數(shù)據(jù)記錄和處理

數(shù)據(jù)表格，圖，數(shù)據(jù)處理方法與步驟，理論參

數(shù)(結(jié)果)

（6）誤差分析

（7）結(jié)論與思考題

2013秋星期一物化實(shí)驗(yàn).doc

2013秋星期二物化實(shí)驗(yàn).doc

2013秋星期五物化實(shí)驗(yàn).doc

1純鐵在硫酸溶液中極化曲線實(shí)驗(yàn)1極化曲線.ppt

2黏度實(shí)驗(yàn)2粘度法.ppt

3電導(dǎo)法測定醋酸電離常數(shù)實(shí)驗(yàn)3電導(dǎo)法測定醋酸電

離平衡常數(shù).ppt

4蒸氣壓實(shí)驗(yàn)4蒸汽壓.ppt

5旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)5蔗糖水解

反應(yīng)速率常數(shù)的測定.ppt

6甲基紅電離平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)6甲基紅平衡常數(shù).ppt

7燃燒熱實(shí)驗(yàn)7燃燒熱的測定.ppt

8偶極矩的測定實(shí)驗(yàn)8偶極矩的測定.ppt

9熱分析實(shí)驗(yàn)9熱分析原理與應(yīng)用.ppt

10苯甲醛紅外光譜的密度泛函模擬實(shí)驗(yàn)10苯甲醛紅

外光譜的DET理論研究t

實(shí)驗(yàn)五燃燒熱的測定

一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度(Extentofreaction)

?反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)

B：參與反應(yīng)的任意物質(zhì)

νB：B的化學(xué)計(jì)量數(shù)，無量綱，與方程式寫法有關(guān)

例：3H2+N2=2NH3ν(H2)=-3

6H2+2N2=4NH3ν(H2)=-6

dn

?定義：dξ=B

νB

(1)ξ：反應(yīng)進(jìn)度，mol

(2)ξ的意義：若?ξ＝1mol，則?nB＝νBmol

?ξ＝2mol，則?nB＝2νBmol

例：3H2+N2=2NH3

(3)?ξ值與B的選擇無關(guān)而與方程式的寫法有關(guān)

注：通常所說的反應(yīng)熱均指?ξ＝1mol時(shí)反應(yīng)

系統(tǒng)吸收或放出的熱量

二、反應(yīng)熱(Heatofreaction)

?定義：在等溫且無非體積功的條件下，反

應(yīng)系統(tǒng)吸收或放出的熱量。

?U

?等容反應(yīng)：?U=

rm?ξ

?H

?等壓反應(yīng)：?H=

rm?ξ

∴在計(jì)算?rUm和?rHm時(shí)，必須(1)寫出反應(yīng)方

程式；(2)注明各物質(zhì)的狀態(tài)。(熱化學(xué)方程式)

?反應(yīng)模型：反應(yīng)進(jìn)行到底，無混合

四、反應(yīng)熱的測量(Measurementofheatofreaction)

1.量熱技術(shù)及量熱計(jì)

2.等壓反應(yīng)熱與等容反應(yīng)熱的關(guān)系：

?rHm=?r(U+pV)m

=?rUm+?r(pV)m

=?rUm+∑νB?RT

B(g)

Qp=QV+∑νB?RT

B(g)

條件：氣體為理想氣體

3.燃燒焓

燃燒焓：在等容或者等壓下，1mol有機(jī)物B完全燃燒

時(shí)反應(yīng)的熱效應(yīng)

CH108(s)+12O2(g)=+10CO2(g)4H2O(l)

氧彈量熱計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1）用氧彈量熱計(jì)測定萘的燃燒熱，明確燃燒熱的定

義，了解等壓燃燒熱與等容燃燒熱的差別和相互關(guān)系

（2）了解氧彈量熱計(jì)的原理、構(gòu)造及使用方法，掌握

有關(guān)熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)和測量技術(shù)

（3）掌握用雷諾圖解法校正溫度的改變值

二、實(shí)驗(yàn)原理

在等壓下，1mol物質(zhì)完全氧化成指定產(chǎn)物時(shí)的反應(yīng)熱效應(yīng)

稱為摩爾燃燒焓

C→CO2(g)H→H2O(l)

CH108(s)+=12O2(g)10CO2(g)+4H2O(l)

熱力學(xué)第一定律,在不做非膨脹功的情況

等容燃燒熱

QUv=?

等壓燃燒熱

OHp=?

在氧彈量熱計(jì)中測得的燃燒熱為等容燃燒熱

OQpv=+?nRT

?n為反應(yīng)前后生成物和反應(yīng)物中氣體物質(zhì)的量差值

T反應(yīng)的溫度（K）

在盛有一定量水的容器中,放入內(nèi)裝有一定量的樣品和氧氣的密閉氧彈,然

后使樣品完全燃燒,放出的熱量傳給水及儀器,引起溫度上升。

m

?樣Qm??Q=('C?W+W)?T

MvNNi-Cdi?Cd

鎳鉻絲的燃燒熱系數(shù)為4.1kJ??gT-1

C和W是以水作為測量介質(zhì)時(shí)，水的質(zhì)量與比熱容

C4=?.18JK?11?mol?

W’稱為熱量計(jì)的水當(dāng)量，即除水之外，熱量計(jì)升高1K所需的熱量

-1

?T為樣品燃燒前后水溫的變化值苯甲酸Qv-26460J?g

量熱計(jì)

氧彈式量熱計(jì)

氧彈蓋厚壁圓筒（彈缸）氧彈全圖

D

C

FB點(diǎn)開始燃燒時(shí)量熱系統(tǒng)的溫度

T/K

C點(diǎn)燃燒結(jié)束后量熱系統(tǒng)的溫度

E點(diǎn)室溫

過E點(diǎn)作垂直于時(shí)間坐標(biāo)的垂線

TE

E通過B、C點(diǎn)作AB、DC的切線交垂

線于G和F點(diǎn)

G和F點(diǎn)兩點(diǎn)所表示的溫度之差值即

G

B

?T

A

H

t/min

雷諾校正圖

四、原始數(shù)據(jù)記錄

1、室溫

2、水的溫度（比室溫低一度）

2、苯甲酸、萘的質(zhì)量

3、金屬絲的質(zhì)量、燃燒后金屬絲的質(zhì)量

4、水的質(zhì)量

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

p15

六、思考題

p15

純物質(zhì)的任意兩相平衡

dp?Hm

=Clapeyron’sEquation

dTT?Vm

g-l平衡

蒸氣壓與T的關(guān)系

g

dp?lHm

dT=g

T?lVm

?gV≈V(g)≈RT

lmmp（近似）

dlnp?gH

=lm

dTRT2

Clausius-ClapeyronEquation

（克－克方程）

(1)條件：純物質(zhì)g-l平衡（近似：忽略Vm(l)，理氣）

g

(2)若近似?lHm不隨T變化，則

?gH

lnpC=?lm+,測氣化熱的依據(jù)

RT

若取兩個(gè)溫度，則

g

p2?lHm?11?

ln=???

p1R?T1T2?

實(shí)驗(yàn)二純液體飽和蒸氣壓的測量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1明確了純液體的飽和蒸氣壓，氣液平衡的概念，了解蒸

氣壓與溫度的關(guān)系(Clausius-Clapeyron方程)

2純液體的飽和蒸氣壓，摩爾氣化熱和沸點(diǎn)的測定方法

3初步掌握氣液平衡技術(shù)，真空實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)原理

在一定溫度下，與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)蒸氣的壓力稱為該溫

度下液體的飽和蒸氣壓。

液體的蒸氣壓是隨溫度而改變。溫度升高蒸氣壓增大。當(dāng)蒸

氣壓與外界壓力相等時(shí)，液體便沸騰。外壓不同時(shí)液體的沸點(diǎn)

也就不同。

定義：外壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)的沸騰溫度為液體的正常沸點(diǎn)

p-T關(guān)系：克勞修斯一克拉貝龍方程

p：溫度T時(shí)液體的飽和蒸氣壓

dlnp?vapHm

=T：絕對溫度；

2-1

dTRTΔvapHm：液體摩爾氣化焓J.mol

在較小溫度變化范圍內(nèi)，ΔvapHm視為常數(shù)，積分式

?HA

lnpB=?vapm+lnp=?+B

RTT

lnP對1/T作圖得一直線，由斜率可求算液體平均摩爾汽化熱

液體飽和蒸氣壓測定方法主要有三種：

飽和氣流法，靜態(tài)法，動(dòng)態(tài)法

靜態(tài)法是在一定的溫度下，調(diào)節(jié)外壓以平衡液體蒸汽壓，求出

外壓就能直接得到該溫度下的飽和蒸汽壓

實(shí)驗(yàn)裝置圖

?4（）

?=th露1.6×10××t觀測?t環(huán)境

=）?4（）

1.6××10(tt觀觀測測?液面×tt?環(huán)境

tt沸點(diǎn)=+觀測?t露

在平衡管的A中裝入2/3體積

的液體，使BC管液面位于同

一水平面；

AC管上部為純液體蒸氣壓，

C與B管液面蒸氣壓相等；

實(shí)驗(yàn)測定C管液面蒸氣壓；

此時(shí)液體溫度即為平衡溫度

注入液體：烘烤A管，趕走空氣；將液體自B管管口灌

入；冷卻A管，液體被吸入；反復(fù)操作，使液體灌至A

管高度2/3；

四、數(shù)據(jù)記錄及處理

1、在實(shí)驗(yàn)大氣壓力下環(huán)己烷沸點(diǎn)測定

實(shí)驗(yàn)大氣壓力mmHg（由大氣壓力表測得）

表一、實(shí)驗(yàn)大氣壓力下環(huán)己烷沸點(diǎn)測定各溫度值

序號(hào)t液面t觀測t環(huán)境

（℃）（℃）（℃）

1

2

2、不同壓力下環(huán)己烷沸點(diǎn)測定

表二、不同壓力下環(huán)己烷沸點(diǎn)測定

序號(hào)t液面t觀測t環(huán)境△p

(℃)(℃)(℃)（mmHg)

1

2

p/mmHg為實(shí)驗(yàn)大氣壓力減△ptt沸點(diǎn)=+觀測?t露

T=t沸點(diǎn)+273.15

表三、不同壓力下環(huán)己烷沸點(diǎn)

序號(hào)PTPlnp1/T(×103)

(mmHg)(K)(Pa)(K-1)

1

2

3、以p~T作圖求正常沸點(diǎn)，p~T圖上當(dāng)p=760mmHg，

所對應(yīng)的溫度。（以下為示意圖）

圖一蒸汽壓隨溫度變化圖

理論值：p=760mmHg時(shí)，T=353.75K

相對誤差：R=?%

1

4l、np～數(shù)據(jù)表及作圖

T

11.4lnp=22.007-3.716x1031/T

11.3

11.2

11.1

lnp

11.0

10.9

10.8

10.7

2.842.862.882.902.922.942.962.983.003.023.043.06

1/TX103(K-1)

圖二lnp與(1/T)的關(guān)系圖

求出蒸發(fā)熱和相對誤差

θ?1

?=vapHkm32.76J?mol

甲基紅的離解平衡常數(shù)

HMR（酸型）MR－（堿性）+H+

（紅色）（黃色）

[H+][MR?][MR?]

K=pKa=pH?lg

a[HMR][HMR]

totalHMRMR?

AA520=+520A520

totalHMRMR?

AA430=+430A430

A=Kc·l

totalHMRMR??

AK520=+′′520[HMR]K520[MR]

（1）totalHMRMR??

AK430=+′′430[HMR]K430[MR]

[MR?]AKtotal′′HMR?AKtotalHMR

=430520520430

totalMR??totalMR

[HMR]AK520′′430?AK430520

甲基紅的離解平衡常數(shù)測定

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)會(huì)用分光光度法測定混合物組分的濃度，由此求出甲基紅離解平衡

常數(shù)。

2、掌握分光光度計(jì)的使用方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1、混合溶液的測定

分光光度法常?？捎脕磉M(jìn)行多組份混合物的測定。如果混

合物中各組份的特征吸收曲線不相重疊，可在波長λ1測定

顯著吸收的甲物質(zhì)，而在波長λ2測定顯著吸收的乙物質(zhì)。

如果混合物中各組份的吸收曲線相互重疊，只要符合朗伯

－比爾定律，可測定其含量。

totalHMRMR?

AA520=+520A520

totalHMRMR?

AA430=+430A430

A=Kc·l

totalHMRMR??

AK520=+′′520[HMR]K520[MR]

（1）totalHMRMR??

AK430=+′′430[HMR]K430[MR]

[MR?]AKtotal′′HMR?AKtotalHMR

=430520520430

totalMR??totalMR

[HMR]AK520′′430?AK430520

四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測定

1、測定純HMR溶液的最高吸收峰(p18)(0#-3#)

2、測定純MR-溶液的最高吸收峰(p18)(0#,4#-6#)

[MR?]

3、不同pH值下的測定##

[HMR](p19)(7-10)

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

p20

六、實(shí)驗(yàn)討論

電導(dǎo)法測定醋酸的電離常數(shù)

原理

HACUH+?+AC

c(1?αα)ccα

c2

θα

Kθ=c

1?α

c:電解質(zhì)濃度，mol.cm-3

λ

α=mκ

∞λm=

λmc

κ－電導(dǎo)率（單位：S·m-1）；

-12

λm－摩爾電導(dǎo)率（單位：S·mol·m）；

c－摩爾濃度（單位：mol·m-3）

導(dǎo)電能力決定于：（1）離子（電荷）數(shù)目N；（2）uB

電導(dǎo)和電導(dǎo)率(Conductanceandconductivity)

l

對金屬導(dǎo)體，習(xí)慣用R表示導(dǎo)電能力：R=ρ

A

對電解質(zhì)溶液，習(xí)慣用1/R：即

11AA

G==G=κ

Rρll

G：電導(dǎo)，?-1orS(西門子)

κ：電導(dǎo)率，S.m-1

(1)意義：A＝1m2，l＝1m時(shí)溶液柱的電導(dǎo)。

摩爾電導(dǎo)率(Molarconductivity)

κ

1.定義：Λ=

mc

.2.-1

Λm：電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率，Smmol

c:電解質(zhì)濃度，mol.m-3

κ：S.m-1

+_

2.Λm的物理意義：

I

ll

GG

κAAG2

Λ====l1m

mcnnn

VlAG

??lm==11?→=Λ?n?m?ol→=ΛG

mmn

∴Λm相當(dāng)于將含1mol電解質(zhì)的溶液置于兩個(gè)相距

1m的平行板電極之間，此時(shí)溶液所具有的電導(dǎo)。

?為什么引入Λm：Λm指1mol電解質(zhì)的導(dǎo)電能

力，當(dāng)全電離時(shí)，正負(fù)離子均有1mol。這為不

同電解質(zhì)比較導(dǎo)電能力奠定了基礎(chǔ)。

極限摩爾電導(dǎo)率：

∞

?定義：c→0時(shí)，Λm

∞

?意義：Λm代表離子間無靜電作用

時(shí)1mol電解質(zhì)的(最大)導(dǎo)電能力，

∞

所以Λm是電解質(zhì)導(dǎo)電能力的標(biāo)志。

∞

Λm(298K)可查手冊。強(qiáng)電解質(zhì)

∞

Λm的可由試驗(yàn)外推。

∞∞∞

λλmm=+()HA+λm(C?)

∞?62?1

λm=×390.810Smggmol(25°C)

∞?62?1

λm=×421.810Smggmol(30°C)

摩爾電導(dǎo)率的測量(MeasurementofΛm)

Λm與其他電學(xué)量一樣，可通過基本電學(xué)量I，U，

R等的測量求得。不同點(diǎn)是應(yīng)在電導(dǎo)池中測量。

κ

原理：Λm=(其中c已知)

c

l1l電導(dǎo)池

求κκ=G=sln

ARA

R：Weston電橋測

RA

l/A：電導(dǎo)池常數(shù)(Cell

const.)，由某個(gè)κ已知的l

溶液(KCl)測其電阻求得。

可見，Λm的測量方法為：選電導(dǎo)池→注入某KCl標(biāo)

準(zhǔn)溶液→測R(KCl)→查κ(KCl)→用該電導(dǎo)池測Rx

?現(xiàn)在多用電導(dǎo)率儀直接測κ

電導(dǎo)法測定醋酸的電離常數(shù)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．通過醋酸溶液電導(dǎo)率的測定，計(jì)算醋酸的電離平衡常數(shù)。

2．了解電導(dǎo)率測定的原理和方法，掌握電導(dǎo)率儀的使用方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

HACUH+?+AC

c(1?αα)ccα

c2

θα

Kθ=c

1?α

κλm

λm=α=∞

cλm

κ－電導(dǎo)率（單位：S·m-1）；

λ－摩爾電導(dǎo)（單位：S·mol-1·m2）；

c－摩爾濃度（單位：mol·m-3）

由于醋酸電導(dǎo)率甚小，所以其真實(shí)電導(dǎo)率

應(yīng)等于直接測得的電導(dǎo)率減去純水在同溫度下的電導(dǎo)率

κκ=測-κ0

HACUH+?+AC

c(1?αα)ccα

cΛ

cc22m2

αθ()∞Λ

θθcΛm

Kθ==ccm

Λ∞∞

1(?ΛαmmmΛ?Λm)

1?∞

Λm

111c

=+∞∞θ2θΛm

ΛmΛΛmmK()c

當(dāng)高聚物、溶劑、溫度等確定以后，η值只與高聚物的

相對分子質(zhì)量M有關(guān)。目前常用半經(jīng)驗(yàn)的麥克非線性方程來

求得：

[η]=KMα

式中：M----高聚物相對分子質(zhì)量的平均值；

K----比例常數(shù)；

α----與高聚物在溶液中的形態(tài)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

[]η特性粘度

實(shí)驗(yàn)粘度法測定高聚物分子量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.測定線型高聚物的相對分子質(zhì)量的平均值

2.掌握烏氏粘度計(jì)測定粘度的方法

二、實(shí)驗(yàn)原理

在同一溫度下，高聚物溶液的粘度一般要比純?nèi)軇┑恼扯却笮?，粘度?/p>

加的分?jǐn)?shù)叫增比粘度

η?η0

ηsp==ηr?1

η0

溶液粘度對溶劑粘度的比值稱為相對粘度

η

η=

rηsp=ηr?1

η0

η

特性粘度limSP=[η]

C→0C

反映無限稀溶液中高聚物與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。在此條件下，高聚物

分子相距較遠(yuǎn)，相互作用可忽略不計(jì)。

在足夠稀的溶液中有：

η

sp=[η]+k[η]2C

C

lnη

r=[η]?β[η]2C

C

ηsp

ηlnη~C

sp或rC

CC

[η]

lnη

r~C

C

0Cg/100ml

當(dāng)高聚物、溶劑、溫度等確定以后，η值只與高聚物的

相對分子質(zhì)量M有關(guān)。目前常用半經(jīng)驗(yàn)的麥克非線性方程來

求得：

[η]=KMα

式中：M----高聚物相對分子質(zhì)量的平均值；

K----比例常數(shù)；

α----與高聚物在溶液中的形態(tài)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

?當(dāng)液體在毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)因重力作用而流出時(shí)遵守泊塞勒（Poiseuille)定

律：

πρghr4tmρv

η=?

8lv8πl(wèi)t

ρ液體密度；l毛細(xì)管長度；r毛細(xì)管半徑；t流出時(shí)間；h流

經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；g重力加速度；v為流經(jīng)毛細(xì)管

的液體體積；m儀器幾何形狀常數(shù)，r/l<<1時(shí)，可取m=1。

ηB

對某一指定的粘度計(jì)=At?

ρt

當(dāng)t>100s，在2min左右時(shí)，第二項(xiàng)可以忽略。溶液很稀時(shí)

ηt

ρ=ρ0ηr==

η0t0

CBA

G

a

E

b

D

F

恒溫水槽

電動(dòng)攪拌器

接觸溫度計(jì)

玻璃溫度計(jì)

加熱器

控溫儀

文獻(xiàn)值：

溫度對PVA溶液粘度的影響

編溫度聚乙烯醇正丁醇分子量

[η]

號(hào)℃g/100mlml(M)

1250.50.250.959070478

2300.50.250.732056439

?四、數(shù)據(jù)記錄與處理

?p125

五、討論

實(shí)驗(yàn)偶極矩的測定

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．測定氯仿在環(huán)已烷中的偶極矩，了解偶極矩與分子

電性的關(guān)系。

2．了解Clansius-Mosotti-Debye方程的意義及公式的使

用范圍。

3．掌握密度管的使用與電容的測定。

二、實(shí)驗(yàn)原理ur

分子的偶極矩定義μ=qd?

-30∞∞

μ=0.04274×?10(PR22)TC?m

∞

P2無限稀釋時(shí)溶質(zhì)摩爾極化度

∞溶液無限稀釋時(shí)溶質(zhì)摩爾折射度

R2

分子的微觀性質(zhì)偶極矩與宏觀性質(zhì)介電常數(shù)、

密度和折光率相聯(lián)系

對極性分子，分子的摩爾極化度由三部分組成

P=P取向+P電子+P原子

摩爾取向極化度P取向：偶極矩沿外電場電場作用方向定向排

列

變形極化度P電子、P原子：電子云對分子骨架的相對移動(dòng)和分

子骨架的變形

交變電場中，根據(jù)電場頻率不同，極性分子的摩爾極化度

可有以下三種不同情況

1低頻下(＜1010秒―1)或靜電場中，

P=P取向+P電子+P原子

2中頻下(1012秒―1~1014秒―1)(即紅外頻率下)，由于極性

分子來不及沿電場取向，故

P取向=0P=P電子+P原子

3高頻下(＞1015秒-1)(即紫外頻率和可見光頻率下)，極性分

子的取向運(yùn)動(dòng)和分子骨架變形都跟不上電場的變化，

P=0

P取向=0原子P=P電子

低頻電場測得P,在紅外頻率下測得P變形，二者相減可得到P取向

2

理論式P取向=(4/9)πLμ/kT

L為阿伏加德羅常數(shù)，k為玻耳茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度μ偶極矩

ε?1M

Clausius-Mosotti-Debye方程P=?

ε+2ρ

ε介電常數(shù)ρ物質(zhì)密度M被測物質(zhì)的摩爾質(zhì)量

適用于分子間無相互作用的情況，用于氣體或無限稀釋的非極性溶劑的溶液

根據(jù)溶液的加和性，無限稀釋時(shí)溶質(zhì)摩爾極化度

∞3αε1M1ε1?1M2?βM1

P=P2=limP2=?+?

x→02

2(ε1+2)ρ1ε1+2ρ1

ε1,ρ1,M1,M2,x2分別為溶劑的介電常數(shù)、密度、摩爾質(zhì)量、溶質(zhì)的摩爾

質(zhì)量、摩爾分?jǐn)?shù)，α,β滿足稀溶液近似式

ε溶=ε1(1+αx2)ρ溶=ρ1(1+βx2)

ε溶,ρ溶分別為溶液的介電常數(shù)、密度

由于在紅外頻率下測P變形較困難，所以一般是在高頻電場中測P電子

根據(jù)光的電磁理論ε=n2

用摩爾折射度R2表示高頻區(qū)測得的摩爾極化度

ε?1Mn2?1M

P=R=?=