物化实验思考题湖工.docx

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物化实验思考题湖工

表面张力测定时毛细管端刚好和溶液面相切

1．在测量中，如果抽气速率过快，对测量结果有何影响？

答：

若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定；亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，来回速度跳动，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。

2．如果将毛细管末端插入到溶液内部进行测量行吗？

为什么？

答：

不行。

毛细管内的空气与关口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压，使实验测得的表面张力值偏高（如果将毛细管末端插入到溶液内部，毛细管内会有一段水柱，产生压力P/,则测定

管中的压力Pr会变小，△PmaX会变大，测量结果偏大。

）

3.本实验中为什么要读取最大压力差？

答：

如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。

当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯（LaPlace）公式，此时能承受的压力差为最大：

△PmaX=Po-Pr=2σγ。

气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。

最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。

4.表面张力仪的清洁与否和温度的不恒定对测量数据在何影响答：

若玻璃器皿不清洁和温度的不恒定，则气泡将会不能连续稳定地流过，而使

与温度无关，但由于折射率随温度的波动，若温度不恒定，故难得出未知溶液的准确浓度。

（测定时毛细管及支管试管应洗涤干净，否则气泡不能连续形成而影响最大压差的测定）

5、影响本实验的关键因素

A.液面相切程度，毛细管干净与否

B.毛细管半径不能太大或太小。

太大，所需压力太小，测定误差增大；太小，气泡易从管中成串连续冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压力差不准

C.毛细管插入深浅不一，或不垂直，均影响读数准确性

6、气泡溢出速度较快或者不成单泡，对实验结果有什么影响？

毛细管尖端为什么要刚好接触液面？

答案：

出泡速率不能太快，因为出泡速率快将使表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平衡，也将使气体分子间摩擦力和流体与管壁间的摩擦力增大，这将造成压力差增大，使表面张力测定值偏高。

所以要求从毛细管中溢出的气泡必须单泡溢出，有利于表面活性物质在表面达到吸附平衡，并可减少气体分子及气体与管壁之间的摩擦力，才能获得平衡的表面张力。

毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性。

假如毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。

为了减少静压力的影响，应尽可能减少毛细管的插入和深度，使插入深度△h接近0。

毛细管内的空气压力与管口处的液体表面张力平衡，插入一定深度后，需增加空气压力才能抵消这一深度的液柱压力，使实验测得的表面张力值偏高。

8、温度和压力的变化对测定结果有无影响？

如果有，有什么影响？

答案：

温度越高，表面张力越小，到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。

最大泡压法测定时，系统与外界大气的压力差越大，表面张力就越大。

乙酸乙酯造化反应

⑴为何本实验要在恒温条件进行，而CH3COOC2H5和NaoH溶液在混合前还要预先恒温？

答：

因为反应速率k受温度的影响大，（kT+10）∕kT=2~4,若反应过程中温度变化比较大，则测定的结果产生的误差较大；反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。

2、注意事项：

A.乙酸乙酯皂化反应系吸热反应，混合后体系温度降低，故在混合后的开始几分钟内所测溶液电导偏低。

因此最好在反应6分钟后开始测定，否则所得结果呈抛物线形。

B.如NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液浓度不等，而所得结果仍用两者浓度相等的公式计算，则作图所得直线也将缺乏线性。

C.温度对速率常数影响较大，需在恒温条件下测定。

在水浴温度达到所要的温度后，不急于马上进行测定，须待欲测体系恒温10分钟，否则会因起始时温度的不恒定而使电导偏低或偏高，以致所得直线线性不佳。

D.测定ko时，所用的蒸馏水最好先煮沸，否则蒸馏水溶有CO2,降低了

NaOH的浓度，而使ko偏低。

E.测35C的ko时，如仍用25C的溶液而不调换，由于放置时间过长，溶液会吸收空气中的CO2,而降低NaoH的浓度，使ko偏低，结果导致k值偏低。

F.由于CH3COOC2H5易挥发，故称量时应在称量瓶中准确称取，并需动作迅速。

3、如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液，是否能用此法求算k值？

为什么？

不能。

因为在推导时，前提条件是强电解质的稀溶液，只有溶液浓度足够稀时，才能保证浓度与电导有正比关系。

一般NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200moldm—3为宜，若浓度过低，则因电导变化太小，测量误差大。

4、为什么反应物的浓度要相等？

如果反应物的浓度不等，应怎样计算？

二级反应有反应物浓度相同和不同两种反应形式，由于两种反应物浓度相同时，反应速率常数k的表达式较简单，简化计算减小实验难度，所以本实验反应物浓度相等。

如果不同，则k=1∕t（a-b）ln[b（a-x）∕a（b-x）]。

5、为什么要将电导率仪的温度旋钮选为“25”？

答：

测量值就是待测液在实际温度下未经补偿的原始电导率值

6、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验中为什么要是两种反应物的浓度相等？

如何配置制定浓度的溶液？

在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。

不同反应时间的OH的浓度，可以用标准酸滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。

找出室温下，乙酸乙酯的密度，进而计算出配制100mL和氢氧化钠同浓度的乙

酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯体积，然后用1mL移液管吸取乙酸乙酯注入100mL容量瓶，稀释至刻度即可。

（为了处理方便起见，设乙酸乙酯和氢氧化钠起始浓度相等•先计算配制0.02M乙酸已酯IOOmI所需乙酸已酯的质量。

在100ml容量瓶中加入20ml蒸馏水，用分析天平准确称重，然后用滴管滴入比计算量略重的乙酸已酯，加水至刻度，混合均匀后倒入干燥的锥形瓶中，再准确计算所称重量的乙酸已酯配成0.02mol.L-1溶液所需的体积，不足水量用刻度移液管补充加入。

）

7、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，为什幺两种溶液要尽快混

合？

开始一段时间的测量时间为什么要比较短？

A.实验过程中，要记录不同反应时间时体系的电导率，因此两溶液要尽快混合，并且在混合时按下秒表（尽快混合才能具有相应浓度的代表性，否则，局部浓度过高，反应过快，不能反映皂化的实际。

）

B.在反应开始，电导率下降很快，因此测量间隔要短（在反应初期，由于碱浓

度过高，反应速度很快，如果不用短的间隔测量，中间的速度就不可知。

）

8、为什么乙酸乙酯与氢氧化钠必须足够稀？

被测溶液的电导主要是那些离子的贡献？

反应进程中的电导率如何变化？

在稀溶液中，每种强电解质的电导率，与其浓度呈正比，应用稀的乙酸乙酯和氢氧化钠来做。

被测溶液的电导主要是氢氧根离子和乙酸根做贡献。

反应进程中溶液的电导率随氢氧根离子的消耗而逐渐减少。

蔗糖水解

1.如果实验所用蔗糖不纯，对实验有什么影响?

实验中若所用的蔗糖不纯可能会使实验的旋光度测量不准确。

若是其中的杂质无旋光性则不会影响；若有但是旋光度不变化，也不会影响；若是杂质参与反应，即旋光度有变化，将会使实验测得的旋光度测量不准确，即数据处理时相减不能将其中的变化值消除。

2.在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？

它对旋光度的精确测量有什么

影响？

在本实验中若不进行校正对结果是否有影响？

答：

旋光仪由于长时间使

用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。

若不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。

本实验数据处理时，用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差可以抵消不计，故若不进行零点较正，对结果影响不大。

（本实验是否一定需要校正旋光计的零点？

实验不一定需要校正旋光计的零点，在实验中校正其零点的目的是为了更好的观察旋光度的变化和记录。

若是没有将旋光计在测量水的旋光度时校零，就需要记录水的旋光度，同时在以后步骤中测量的都是蔗糖水溶液的旋光度，所以在最

后处理数据时将水的旋光度减去即可。

因此实验不需要校正旋光计的零点也能进行）

3、旋光仪原理

光路：

起偏镜一一石英条一一样品管一一检偏镜一一刻度盘一一望远镜一一人眼从钠灯光源发出的光线通过（聚光镜、滤色镜、经检偏镜）起偏镜成为平面偏振光，在半波片处产生三分视场。

当视场中三部分暗度一致时（如零视场图），对应仪器零点，当然，有时仪器存在系统误差，需要进行零点校正。

当放入待测溶液的试管后，由于溶液的旋光性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场发生了变化，三分视场的暗不再一致此时转动检偏镜一定角度，能再次出现暗度一致的视场。

检偏镜由第一次黑暗到第二次黑暗的角度差即为被测物质的旋光度。

4、为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？

答：

主要是因为蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零，其次是因为它无色透明，方便可得，化学性质较为稳定。

5、蔗糖溶液为什么可粗略配制？

答：

蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，又因为蔗糖浓度大用量较多，量值的有效数字位数较多，故不需要精确称量，只要用上皿天平称量就可以了。

6、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？

答：

盐酸是催化剂,用量很少,加入到蔗糖中不会对溶液温度产生太大的影响•自然就是把盐酸加入到蔗糖中（因为盐酸溶液稀释的时候会放出大量的热）

7、蔗糖的转化速度和哪些因素有关？

答：

蔗糖的转化速度与盐酸的浓度、蔗糖溶液的浓度、温度等有关

8、实验注意事项

A.蔗糖在配制溶液前，需先经100C干燥1〜2小时。

B.在测量蔗糖水解速度前，应熟练的使用旋光仪，以保证在测量时能正确准确

的读数。

C.旋光管管盖旋紧至不漏水即可，太紧容易损坏旋光管。

D.旋光管管中不能有气泡存在。

E.旋光仪的钠光灯若较长时间不用，应熄灭灯源，以保护钠光灯。

F.反应速度与温度有关，因此在整个测量过程中应保持温度的恒定。

G.测量完毕应立即洗净旋光管，以免酸对旋光管的腐蚀

电动势的测量

1、注意事项

A.连接仪器时，防止将正负极接错。

B.盐桥内不能有气泡。

C.标准电池不能倒置，晃动。

D.恒温槽设定温度低于25C,根据水银温度计调整设定温度。

E.倒入恒温夹套的溶液没过电极即可。

F.测量过程中，检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，保护检流计。

G.工作电源的电压会发生变化，故在测量过程中要经常标准化。

另外，新制备的电池电动势不够稳定，应隔数分钟测一次，取其平均值。

H.测定时电计旋钮按下的时间尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。

I.测试时必须先按电位计上“粗”按钮，待检流计示零后，再按“细”按钮，以

免检流计偏转过猛而损坏，按按钮时间要短，不超过Is,以防止过多电

量通过标准电池和待测电池，造成严重极化现象，破坏电池的电化学可

逆状态。

J.测定过程中，检流计一直向一边偏转，可能是正负极接错，导线有断路，

工作电源电压不够等造成，应进行检查。

K.验完毕，把盐桥放入水中加热溶解，洗净，其它各仪器复原，检流计短

路放置。

2、在测量电动势的过程中，若检流计光点总往一个方向偏转，可能是什么原

因？

答：

可能的原因有：

（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极

接反了；

（2）电路中的某处有断路；（3）标准电池或待测电池的电动势大于工

作电池的电动势，超出了测量范围。

3、对消法测量电动势的装置中，电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有

什么作用？

答：

电位差计的作用：

采用电位差计可以在无电流通过时，测得在平衡状态下电

池的电动势。

检流计：

检验有无电流。

工作电池：

提供电源。

标准电池：

为了直

接从电位差计读出电动势EX。

（电位差计：

利用补偿法测定被测电极电动势；

标准电池：

提供稳定的已知数值的电动势EN以此电动势来计算未知电池电动

势。

检流计：

指示通过电路的电流是否为零；

工作电池：

为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。

利用对消法（即补偿法）可以使电池在无电流（或极微弱电流）通过的条件下测得两极间的电势差，这时电池反应是在接近可逆条件下进行的，这一电势差即为该电池的平衡电动势）

4、测量电池电动势为何要用盐桥？

选择盐桥中的电解质有什么要求？

答：

对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。

（盐桥电解质不能

与两端电极溶液发生化学反应；

盐桥电解质溶液中的正、负离子的迁移速率应该极其接近盐桥电解质溶液的浓度

通常很高，甚至达到饱和状态。

）选择盐桥中电解质的要求是：

（1）高浓度（通常是饱和溶液）；

（2）电解质正、负离子的迁移速率接近相等；（3）不与电池中的溶液发生反应。

通常选作盐桥电

解质的是KClNH4NO3和KN03。

（盐桥电解质不能与两端电极溶液发生化学反应；盐桥电解质溶液中的正、负离子的迁移速率应该极其接近；盐桥电解质溶液的浓度通常很高，甚至达到饱和状态。

）

5、如果用氢电极作为参比电极排成下列电池：

AglAgN03（a=1）H+（a=1）|

H2+Pt测定银电极的电极电位，在实验中会出现什么现象？

为什么？

答：

无任何现象，不会有气体产生。

因为按这样排成的电池连接线路，理论上电

动势为E=H+|H2-Ag=-0.8V乜，此电极反应是非自发的。

6、是否可以用两个准确的转盘电阻箱代替电位差计使用？

答：

不可以，测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行，需

要在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池，因此适合用电位差计。

使用电阻时电路中有电流通过。

7、为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？

而不能使用伏特计

来测量？

答：

要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行，对消法可达

到此目的。

伏特计与待测电池接通后，要使指针偏转，线路上必须有电流通过，

这样一来变化方式不可逆，所测量结果为有“极化”现象发生时的外电压。

8、在原电池电动势测量过程中，需要使用标准电池，标准电池的一个重要特

点是什么？

答：

提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势来计算未知电池电动势。

电动势的测定及其应用实验报告思考题

1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？

如何保护及正确使用？

答：

电位差计：

对消法（补偿法）测定电池电动势；标准电池：

标定工作电池的工作电流；检流计：

检测线路中电流的大小和方向；工作电池：

提供工作

电流。

保护：

（1）电位差计：

旋动调节按钮时应避免过快或过于用力而损坏仪器；不用时将（N、X1、X2）转换开关放在“断”的位置上

（2）标准电池：

使用温度4-40C；不要振荡、倒置，携取要平稳；不可用万用电表直接测量；不可暴露于日光下；不可做电池用；按规定时间对其进行校正。

（3）检流计：

不用时置于“调零”档。

2、参比电极应具备什么条件？

它有什么功用？

答：

具备条件：

高稳定性、可逆性、

重现性。

功用：

用作标准电极与待测电极构成电池。