物理化学实验报告.docx
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物理化学实验报告
物理化学实验报告
篇一:
物理化学------各个实验实验参考1
燃烧热的的测定
一、实验目的
1.通过萘和蔗糖的燃烧热的测定,掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。
了解氧弹式热计的原理、构造和使用方法。
2.了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别和相互关系。
3.学会应用图解法校正温度改变值。
二、实验原理
燃烧热是指1mol物质完全燃烧时所放出的热量,在恒容条件下测得的燃烧热为恒容燃烧热(QV),恒压条件下测得燃烧热为恒压燃烧热(Qp)。
若把参加反应的气体和生成气体视为理想气体,则
Qp?
QV?
?
nRT。
若测得Qp或QV中的任一个,就可根据此式乘出另一个。
化学反应热效应(包括燃烧热)常用恒压热效应(Qp)表示。
在盛有定量水的容器中,放入装有一定量样品和样体的密闭氧弹,然后使样品完全燃烧,放出热量使水和仪器升温,若仪器中水量为W(g),仪器热容W?
,燃烧前后温度为t0和tn,则m(g)物质燃烧热QV?
(Cw?
w')t(n?
t0。
若水的比热容)C=1。
摩尔质量为M的物质。
其摩尔燃烧热为QM
V?
?
m
(W?
W?
)(tn?
t0),热容W?
可用已知燃烧热的标准物质(苯甲酸,QV=26.434J?
g?
1)来标定。
将其放入量热计中,燃烧测其始末速度,求W?
。
一般因每次水量相同,可作为一个定量来处理。
QM
V?
m
(tn?
t0)三.实验步骤
1热容W?
的测定
1)检查压片用的钢模,用电子天平称约0.8g苯甲酸,倒入模具,讲样品压片,除去样品表面碎屑,取一段棉线,在精密天平上分别称量样品和棉线的质量,并记录。
2)拧开氧弹盖,擦净内壁及电极接线柱,用万用表检查两电极是
了解燃烧热的定义,水当量的含义。
压片要压实,注意不要混用压片机。
否通路,将称好的棉线绕加热丝两圈后放入坩埚底部,并将样品片压,在棉线上旋紧弹盖,并再次检查电极是否通路,将氧弹放在充氧架上,拉动扳手充氧。
充毕,再次检查电极。
3)将氧弹放入热量计内桶,称取适量水,倒入量热计内桶,水量以没氧弹盖为宜,接好电极,盖上盖子,打开搅拌开关,开始微机操作。
用洁净的小烧杯于电子天平上称量2.0g固体NaOH,加水使之溶解,转移至500mL细口瓶中,充分摇匀,用橡皮塞塞好,贴上标签备用。
2.物质燃烧热的测定
(1)蔗糖燃烧热测定,称取0.6g蔗糖代替苯甲酸,操作同上。
(2)萘燃烧热的测定,称取1.2g萘代替蔗糖,操作同上。
3.实验数据
装样前后必须
要测试氧弹是否通路,否则无法进行实验。
每个样品测试完后,内筒的水需要更换,水需要称量。
国际冷却常数K:
0.0036/min国际综合常数A:
-0.00158k/min水量:
2473.65g
四.实验数据处理(列出详细计算步骤)
(1)由标准物苯甲酸求出水当量
由M苯甲酸=122.12g/mol得
(tn?
t0)=2.379Km=0.8450g所以:
W?
=9269J/k
M
(W?
W?
)(tn?
t0)得m
Qvm26434?
0.8450?
122.12
W?
W?
?
?
?
9389J/K
(t0?
tn)M2.379?
122.2
由QV?
?
(2)写出萘的燃烧反应式,并求出萘的恒容燃烧热和恒压燃烧热。
C10H8(S)+12O2(9)10CO2(9)+4H2O(l)
QV?
M128.18W(tn?
t0)?
?
9389?
(26.266?
23.701)?
5202.986(KJ/mol)m0.5933
299.416?
296.851
Qp?
Qv?
?
nRT?
5202.986?
2?
8.314?
2?
1000
?
5198.029(KJ/mol)
(3)写出蔗糖的燃烧反应式,并求出蔗糖的恒容燃烧热和恒压燃烧热。
C10H8(S)+12O2(9)10CO2(9)+4H2O(l)QM342.30V?
mW(tn?
t0)?
1.1911
?
9389?
(25.878?
23.768)?
5693.253(KJ/mol)
Qp?
Qv?
?
nRT?
5693.253?
0?
RT?
5693.253(KJ/mol)
(4)实验结论
该实验通过测水温的温度变化来计算物质,吸收的热量,求出燃烧热。
实验结果在误差范围内。
(5)实验误差分析
蔗糖标准燃烧焓值为:
5645KJ·mol-1萘标准燃烧焓值为:
5157KJ·mol-1蔗糖燃烧热相对误差:
Qr实测?
Qr
?
4973196
Q?
100%?
4981459R实测
4973196
?
100%?
0.17%
萘燃烧热相对误差:
Qr实测?
Qr
5694845?
5670627
Q?
100%?
R实测
5670627
?
100%?
0.43%
强调实验
书写:
格式规范、字迹工整、实验数据不得涂改、要有误差分析。
液体饱和蒸气压的测定——静态压
一、实验目的
1.了解用静态法(也称等位法)测定异丙醇在不同温度下饱和蒸气压的原理,进一步明确纯液体饱和蒸气压与温度的关心。
2.掌握真空泵的使用方法。
3.学会用图解法求所测温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。
二、实验原理
一定温度下,在一真空密闭容器中,液体的蒸发很快与蒸气凝结达到动态平衡,即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等。
此时,液面上的蒸气压力就是液体在此温度的饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与温度的同向变化。
当蒸气压与外界压力相等时,液体便沸腾。
外压不同时,液体的沸点也不同。
通常把外压为101325Pa时沸腾的温度定为液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式来表示:
dlnpdT?
?
Hm
RT2
式中T-热力学温度(K);p-液体在温度T时的饱和蒸气压;?
Hm-液体摩尔汽化热(kJ/mol);R-气体常数。
当温度在较小范围内变化时,可把?
Hm看作常数,当做平均摩尔汽
化热,将上式积分得lgp?
?
?
Hm
2.303RT
?
A,中A-积分常数,与压力p的单位有关。
由上式可知,在一定范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以lgp对1/T作图,可得一直线,而由直线的斜率可求出实验温度范围的液体平均摩尔汽化热。
静态发测液体的饱和蒸气压时调节外压,以液体的蒸气压求出外压,就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。
三、实验步骤
1.装样
从等位计R处注入异丙醇液体,使A球中装有2/3的液体,U形管B的双臂大部分有液体。
2.检漏
将装有液体的等位计接好,打开冷却水,关闭活塞H、G,打开真空
理论上了解液
体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程。
泵抽气系统。
打开活塞G,从低真空泵测压仪上显示压差位4000~5300Pa,关闭活塞G,注意观察压力测量仪的数字变化,如果系统漏气,则压力量仪的显示数值逐渐变小,这时应分段认真检查,寻找漏气部位,设法消除。
调节恒温槽至所需温度后,打开活塞G,缓慢抽气,使A球中的液体溶解的空气和A、B空间内的空气通过B管中的液体排出,抽气若干分钟后,当气泡呈长柱形时,关闭活塞G。
停止抽真空,调节H,使空气缓慢进入测量系统,直到B管中的双液面等高。
待压力稳定后,从低真空测压仪上读取数据,用上述方法测定6个不同温度时的异丙醇的蒸气压(每个温度间隔为5K)在实验开始时,从气压计读取测定时的大气压。
原始记录
四、实验数据处理(详细列出计算步骤)
(1)实验数据处理。
(2)以蒸气压p对温度T作图,在图上均取8个点,并列出相应表格,绘制lgp~1/T图。
注意抽真空的
方法,别忘记读空气大气压。
实验过程中,一定要严格控制温度的准确性。
篇二:
物理化学实验报告
《大学化学基础实验2》
实验报告
课程:
专业:
班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
实验日期:
物理化学实验环境科学
5月24日
实验一、溶解焓的测定
一、实验名称:
溶解焓的测定。
二、
目的要求:
(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。
(2)掌握作图外推法求真实温差的方法。
三、基本原理:
盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程:
一是晶格的破坏,为吸热过
程;二是离子的溶剂化,即离子的水合作用,为放热过程。
溶解焓则是这两个过程热效应的总和,因此,盐类的溶解过程最终是吸热还是放热,是由这两个热效应的相应大小所决定的。
影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。
热平衡式:
△solHm=-[(m1C1+m2C2)+C]△TM/m2
式中,solHm为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓,J·mol,m1,
m2分别为水和溶质的质量,M为溶质的摩尔质量,kg·mol-1;C1,C2分别为溶剂水,kg;溶质的比热容,J·kg-1;T为溶解过程中的真实温差,K;C为量热计的热容,J·K-1,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质KCl的T,标定出量热计热容C的值.
四、实验主要仪器名称:
NDRH-2S型溶解焓测定实验装置1套(包括数字式温度温差测量仪1台、
300mL简单量热计1只、电磁搅拌器1台);250mL容量瓶1个;秒表1快;电子天平1台;KCl;KNO3;蒸馏水
五、实验步骤:
(1)量热计热容C的测定
(1)将仪器打开,预热.准确
称量5.147g研磨好的KCl,待用.nKCl:
n水=1:
200
(2)在干净并干燥的量热计中准确放入250mL温室下的蒸馏水,然后将温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变化基本稳定后,读取水的温度T1,作为基温.
(3)同时,每隔30s就记录一次温差值,连续记录8次后,将称量好
的5.174gKCl经漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔30s记录一次温度的数值,记录8次即可停止.
(4)测出量热计中溶液的温度,记作T2.计算T1,T2平均值,作为
体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计.
KNO3熔解热的测定:
标准称量3.513gKNO3,代替KCl重复上述操作.
六、实验数据记录与处理
KCl溶解过程中数据记录:
KCl质量:
5.1774g平均温度18.295℃未加KCl之前:
t=19.24℃
由图可知:
?
T=1.89℃:
△solHm(KCl)=18933J/mol;C1=4200J/kg·℃
C2=699000J/kg·℃;M(KCl)=0.0745kg/mol;m1=0.25kg;m2=0.0051774kg由△solHm=-[(m1C1+m2C2)+C]△TM/m2
得:
C=-4673.7898J/K
KNO3溶解过程中数据记录:
KNO3质量:
3.510g平均温度:
18.735℃未加KNO3之前:
t=19.11℃
加KNO3后:
由图可知:
?
T=0.75℃;C=-1049.9943J/K;C1=4202J/kg·℃
C2=894900J/kg·℃;M(KNO3)=0.103kg/mol;m1=0.25kg;m2=0.0035112kg
由△solHm=-[(m1C1+m2C2)+C]△TM/m2得:
△solHm(KNO3)=23.45123kJ/mol
七、实验问题讨论
1.样品颗粒的大小和浓度,对溶解焓测定有什么影响?
答:
粒度太大不好溶解要受影响,溶解过程过长温差变化过小,就会产生误差;浓度太大也是影响到溶解速度的,时间太长温差数值变化过大,溶解焓的测定就不准了。
2.本实验产生误差的原因有哪些?
答:
本实验有误差,可能由于试剂颗粒过大,加入试样于量热计中没有迅速盖好,实验结束后试样没有全部溶解完等。
3.温度和浓度对积分溶解焓有无影响?
答:
有影响;通过△solHm=-[(m1C1+m2C2)+C]△TM/m2可知温度对溶解焓有影响,而浓度过大相应的温差变化快,从而影响实验。
此外,影响溶解焓的因素还有压力、溶质、溶剂的性质以及用量等。
4.在本实验中,为什么要用作图外推法求溶解过程的真实温差?
答:
由于实验过程中搅拌操作提供了一定的热量,而且系统也并非严格的绝热系统,此在盐类的溶解过程中,难免与环境有微小的热交换。
为了消除这些影响,求出溶解前后系统的真实温度变化?
T,所以采用作图外推法求真实温差。
5.使用ZT-2C型精密数字温差测量仪时,在测定温差过程中不可再按“基温设定”按键,否则会使已设定基温发生变化,造成测定结果出现错误。
6.加入试样于杜瓦瓶中后应迅速盖上,刚开始时读取温度(或温差)要密一些,此后逐渐增大时间间隔。
7.欲得到准确的实验结果,必需保证试样全部溶解,且操作和处理数据的方法正确。
温度传感器必要时进行校正。
篇三:
大学物理化学实验报告
年月日评定:
姓名:
学号:
年级:
专业:
室温:
大气压:
一、实验名称:
BET容量法测定固体的比表面积二、实验目的:
三、实验原理:
四、实验数据及处理:
五、讨论思考:
1.氮气及氢气在该实验中的作用是什么?
2.若用Langmuir方法处理测量得到的数据,样品的比表面偏大还是偏小?
年月日评定:
姓名:
学号:
年级:
专业:
室温:
大气压:
一、实验名称:
恒温水浴的组装及其性能测试二、实验目的:
三、实验原理:
四、实验数据及处理:
请完成下表:
表1恒温槽灵敏度测量数据记录
五、作图:
以时间为横坐标,温度为纵坐标,绘制25℃和30℃的温度—时间曲线,求算恒温槽的灵敏度,并对恒温槽的性能进行评价。
六、讨论思考:
1.影响恒温槽灵敏度的主要因素有哪些,试作简要分析?
2.欲提高恒温槽的控温精度,应采取哪些措施?
年月日评定:
姓名:
学号:
年级:
专业:
室温:
大气压:
一、实验名称:
最大泡压法测定溶液的表面张力二、实验目的:
三、实验原理:
四、实验数据及处理
1.以纯水的测量结果计算仪器毛细管常数K′,纯水的表面张力?
查书附录。
?
p1=?
p2=?
p3=平均值:
?
p=K′=?
/?
p2.计算各溶液的?
值(K′=?
/?
h)
表1各溶液的表面张力?
c/mol·L-1
?
/N·m-1
3.做?
-c图,并在曲线上取十个点,分别做出切线,求得对应的斜率(d?
-dc)r,求算各浓度的吸附量Γ,附图。
表2各溶液的吸附量
4.做(c/?
)-c图,由直线斜率求其饱和吸附量?
?
,并计算乙醇分子的横
截面积?
B,附图。
表3c/~c数据表
斜率=,?
?
=,?
B=1/?
?
L=
五、讨论思考:
1.与文献值(见书中附录)对照,检验你的测定结果,并分析原因。
2.增(减)压速率过快,对测量结果有何影响?
表面张力测定仪的清洁与
否和温度之不恒定对测量结果有何影响?