物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義(編輯修改稿)
2025-07-04 20:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 混合均勻；然后吸溶液至球G的中部，再壓下去，反復(fù)3次。如此，可在較短的時(shí)間內(nèi)使溶液混合均勻。注意混合時(shí)自始至終要夾緊C管上的乳膠管；5. 注意水浴溫度，記錄它的溫度波動(dòng)范圍。溶液每次稀釋恒溫后才能測(cè)量。六 數(shù)據(jù)記錄與處理1. 將所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入下表中。室溫： 大氣壓： 原始溶液濃度c0 (gcm3) 恒溫溫度 ℃c/gcm3相對(duì)濃度t1/st2/st3/st平均/sηr lnηr ηspηsp/cln ηr/cc1 1 c2 2/3 c3 1/2 c4 1/3 c5 1/4 c602. 作ηsp/c—c及l(fā)nηr/c—c圖，并外推到c→0由截距求出［η］。 3. 將［η］代入公式(135)，計(jì)算聚乙二醇的相對(duì)分子量。 七 討論在數(shù)據(jù)處理時(shí)會(huì)遇到反?，F(xiàn)象。a b c 粘度中的異?，F(xiàn)象圖中1代表，2代表。－c關(guān)系式有比較明確的物理意義，－c關(guān)系式基本上是數(shù)學(xué)運(yùn)算式，因此，遇到上述反常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)以－c關(guān)系為準(zhǔn)來(lái)求相對(duì)分子質(zhì)量。八 思考題1. 粘度計(jì)毛細(xì)管的粗細(xì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？2. 烏氏粘度計(jì)中的C管的作用是什么？能否去除C管改為雙管粘度計(jì)使用？3. 若把溶液吸到了乳膠管內(nèi)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？4. 試列舉影響準(zhǔn)確測(cè)定的因素有哪些？5. 粘度法測(cè)定高聚物的摩爾質(zhì)量有何局限？該法適用的高聚物摩爾質(zhì)量范圍是多少？注：①成立的條件是重力完全用來(lái)克服溶液的粘滯力而不作其他功，這就要求溶液在毛細(xì)管中的流動(dòng)是層流，并且其動(dòng)能可以忽略不計(jì)，否則可以發(fā)生100％以上的誤差！不可不注意，一般說(shuō)來(lái)流出體積在2 ml左右時(shí)，純?nèi)軇┝鞒鰰r(shí)間在100 s 以上，即可保證流動(dòng)是層流，動(dòng)能消耗也不大，即可使用，而純?nèi)軇┝鞒鰰r(shí)間在200 s 左右，則動(dòng)能可以忽略不計(jì)，在選用粘度計(jì)時(shí)還需注意毛細(xì)管兩端口，如未洗凈，則不能使用，純?nèi)軇┝鞒鰰r(shí)間超過(guò)200 s 時(shí)，理論上可以測(cè)得更準(zhǔn)，但稍有雜物混入，則影響流出時(shí)間，難于重復(fù)，也不可取。實(shí)驗(yàn)七 原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及其應(yīng)用一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握對(duì)消法測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)的原理和方法。2. 掌握數(shù)字式電子電位差計(jì)的使用方法。3. 掌握通過(guò)測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)變化值的原理、方法及其應(yīng)用。二 實(shí)驗(yàn)原理原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，它是由兩個(gè)“半電池”所組成，而每一個(gè)半電池中有一個(gè)電極和相應(yīng)的電解質(zhì)溶液，由半電池可組成不同的原電池。在電池放電反應(yīng)中，正極起還原反應(yīng)，負(fù)極起氧化反應(yīng)，電池反應(yīng)是電他中兩個(gè)電極反應(yīng)的總和，其電動(dòng)勢(shì)為組成該電池的兩個(gè)半電池的電極電勢(shì)的代數(shù)和。 電池的書寫習(xí)慣是左邊為負(fù)極．右邊為正極，符號(hào)“│”表示兩相界面，“‖”表示鹽橋，鹽橋的作用主要是降低和消除兩相之間的接界電勢(shì)。例：銅鋅電池 Zn│ZnS04(a1) ‖CuSO4(a2) │Cu 負(fù)極反應(yīng) Zn(s)→Zn2+()十2e 正極反應(yīng) Cu2+()十2e →Cu(s) 電池總反應(yīng) Zn(s)+ Cu2+()→Zn2+()十Cu(s)電池電動(dòng)勢(shì) E = φ右φ左=φ＋φ=()()==在上述公式中，φ＋為正極電極電勢(shì)，φ－為負(fù)極電極電勢(shì)，為銅電極在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢(shì)、為鋅電極在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢(shì)，為銅鋅電池在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電池電勢(shì)，a為活度，γ177。和c分別表示平均活度系數(shù)和濃度。測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，要在接近熱力學(xué)可逆條件下進(jìn)行，不能用伏特計(jì)直接測(cè)量，因?yàn)榇朔椒ㄔ跍y(cè)量過(guò)程中有電流通過(guò)伏特計(jì)，處于非平衡狀態(tài)，因此測(cè)出的是兩電極間的電勢(shì)差，達(dá)不到測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的目的，而只有在無(wú)電流通過(guò)的情況下，電池才處在平衡狀態(tài)。用對(duì)消法可達(dá)到測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)的目的。圖中AB為均勻的電阻絲，工作電池Ew與AB構(gòu)成一個(gè)通路，在AB線上產(chǎn)生了均勻的電位降。K是雙臂電鑰，當(dāng)K向下時(shí)與待測(cè)電池Ex相通，待測(cè)電池的負(fù)極與工作電池的負(fù)極并聯(lián)，正極則經(jīng)過(guò)檢流計(jì)G接到滑動(dòng)接頭C上，這樣就等于在電池的外電路上加上一個(gè)方向相反的電位差，它的大小由滑動(dòng)點(diǎn)的位置來(lái)決定。移動(dòng)滑動(dòng)點(diǎn)的位置就會(huì)找到某一點(diǎn)(例如C點(diǎn))，當(dāng)電鑰閉合時(shí)，檢流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，此時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)恰好和AC線段所代表的電位差在數(shù)值上相等而方向相反。為了求得AC線段的電位差，可以將K向上扳至與標(biāo)準(zhǔn)電池相接，標(biāo)淮電池的電動(dòng)勢(shì)是已知的，而且保持恒定，設(shè)為E標(biāo)，用同樣方法可以找出另一點(diǎn)C′，使檢流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，AC′線段的電位差就等于Ex。因?yàn)殡娢徊钆c電阻線的長(zhǎng)度成正比，故待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)為Ex＝。 調(diào)整工作回路中的R，可使電流控制在所要求的大小，使AB上的電位降達(dá)到我們所要求的量程范圍。 對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)示意圖化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以直接用量熱計(jì)測(cè)量，也可以用電化學(xué)的方法來(lái)測(cè)量。將電化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成可逆電池，在一定條件下，電池的電動(dòng)勢(shì)可以準(zhǔn)確測(cè)得，因此，用電化學(xué)的方法所得數(shù)據(jù)較化學(xué)方法更可靠。利用對(duì)消法測(cè)定出電池的電動(dòng)勢(shì)E ，即可計(jì)算出相應(yīng)的電池反應(yīng)的吉布斯自由能改變值ΔrGT,p：
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