物理化学实验补充教材Ⅱ实验十八:电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的:(参照书)二、实验原理:(参照书)三、实验步聚:1、仪器清单:DELTA326电导率仪 1台秒表 1只双管反应管 1支平底试管 1支刻度移液管(25ml)2支胖肚移液管(20ml)1支刻度移液管(10ml)1支烧杯 2只洗耳球 1只移液管架 1只磁盘 1只抹布 1块洗瓶 1只容量瓶(100ml) 1只软木塞(橡皮塞) 2只滴管 1支滤纸若干NaOH 0.02000mol·dm-3 CH3COOC2H5 0.02000mol·dm-3 KCl 0.1mol·dm-32、实验步骤:1)、DELTA326电导率仪的使用:(1)仪器的校正:a、把电导探头悬空放置,按校正键,仪器进入第一点校正状态,待屏幕锁定。
b、马上把电导探头(连电极套筒)插入校准溶液(0.01mol·dm-3KCl溶液)中,按校正键,进行第二点校正,待屏幕锁定。
c、按读数键进入测量状态。
d、取出电极,用蒸馏水冲洗传感器并用滤纸吸干电极。
(2)样品测试:a、按模式键,选择电导模式为μs。
按住读数键并保持,显示屏左上角显示[—∕A ]),即选择∕ ](不是[—手动终点确定模式。
b、将电极插入到盛有待测样品的小烧杯中,按读数键,小数点闪烁,电导值不断变化,显示屏左上角无标记显示,按读数键,显示屏左上角出现稳定指示图形[—∕ ],此时屏幕锁定,读数即为样品的瞬间电导值,再按读数键,小数点继续闪烁……。
c、数据测完后冲洗传感器。
2)、实验步骤:a、用移液管准确移取10ml的0.1000mol·dm-3KCl标准溶液到100ml的容量瓶中,用三重蒸馏水稀释至刻度,配制0.0100mol·dm-3的KCl标准溶液,校正电导率仪。
b、小心移取0.0200mol·dm-3NaOH溶液20ml于B管(管中无玻璃支管);移取0.0200mol·dm-3 CH3COOC2H5溶液20ml于A管(管中有支管),,注意不要混和..插上电极(即电极在盛....,A管塞上带空的塞子,B.管中NaOH管中)。
c、用洗耳球从A管往B管不停地缓慢地吹、吸气,同时用秒表开始计时,每隔1min记录读数一次,10min后吹吸停止,20min后读数改为2min一次,直至反应进行1小时后停止测试,得G t,取出电极洗涤干净。
d、在上述反应的同时,移取0.0200mol·dm-3NaOH溶液20ml于平底试管中,再移取20ml蒸馏水与其混和得0.0100mol·dm-3NaOH,静置。
G。
e、G t测定后,将洗净的电极插入平底试管中测定0.0100mol·dm-3NaOH的电导值,取三次的平均值即得3、数据处理:a 、根据∞+-⋅=G tG G CK G t0t 1,以t G G G t 0t ~-作图应为一直线。
b 、从直线斜率可计算出反应速度常数K ,从直线截距则可计算∞G 。
4、实验注意事项:a 、注意电极应该插在B 管(盛NaOH 管中),与书中画的不一样。
b 、反应记时前不要混和。
c 、电导率仪要正确校正,不然影响数据的正确性。
四、思考题(参照书)实验四:燃烧热的测定一、实验目的:(参照书) 二、实验原理:(参照书) 三、实验步聚:1、仪器清单:氧弹量热计(量热计、弹体、弹架) 1套 HR-15B 多功能控制箱 1台 微电脑(显示器、主机、打印机) 1套 抹布 1块 共用仪器:点火铁丝(镍铬丝) 若干 剪刀 1把 尺 1把 苯甲酸压片机 1架 萘压片机 1架 量筒(3000ml ) 1只 电子分析天秤 1台 滤纸 若干 放气阀 1只 氧气钢瓶 1只 氧气减压阀 1只 充氧器 1架 苯甲酸 (AR.) 1瓶 萘(AR.) 1瓶 2、实验步骤:1)、测量热量计的水当量:a 、打开HR-15B 多功能控制箱的电源开关后打开电脑开关,待电脑稳定后点击电脑桌面上的HR-15B 运行程序。
b 、剪取的15cm 长引燃铁丝(镍铬丝),中段在万用表电极棒上绕8~10个螺旋形圈,用分析天平精确称量后放在压片垫上,装上压片机模子,螺旋形圈在模子内。
c 、用天平称取1.0g ~1.1g 左右苯甲酸倒在上述压片机的模子中,缓慢压成园片,注意把引燃铁丝压在里面,样片不能压得太紧或太松...........,取出带铁丝的样片在桌上轻击二、三次,再用分析天平精确称量,扣除铁丝重量得试样重量。
d 、拧开氧弹盖,将氧弹内壁擦干净,放上小坩埚,引燃铁丝两端分别绕住两个电极,注意两个电极、铁丝与坩埚、电极与弹壁之间不要短路,拧紧氧弹盖,用万用表测量两个电极口的电阻,检查电极是否相通(应该相通)。
e 、充氧:通过进气管缓慢地充入氧气,直到弹内压力为2Mpa 止。
f 、将充有氧气的氧弹放入量热器(内筒)中,插上电极,用量筒准确量取3000ml 水倒入内筒内,小心盖上盖子,注意搅拌马达不要与氧弹碰撞,插上测温探头。
g 、输入试样重量,试样编号(如:姓名+苯甲酸),点击开始实验,此时电脑屏幕上会显示现在温度(此时HR-15B 多功能控制箱上不显示数据),将自动测定数据,依次出现初期温度、主期温度、未期温度和温升曲线。
h 、数据测试后,取出氧弹,在弹头上加放气阀,揿住放气阀放出余气,放气完成后旋开氧弹盖,取出燃烧后剩下的点火丝,称重,计算铁丝实际燃烧的质量。
i 、氧弹弹体洗净后擦干。
2)、测量热量计的水当量:a 、称取0.6g ~0.7g 左右的萘,重复b 至I 步骤测定萘的燃烧热。
b 、实验结束后洗净氧弹,擦干氧弹和盛水桶,实验仪器复原。
3、数据处理:1、用公式:T C C W Q l M Q W ∆=-)(/计水水铁铁样样样+-,根据苯甲酸燃烧数据计算出C 计 (苯甲酸的燃烧热为-26460 J ·g -1;引燃铁丝(镍铬丝)的燃烧热值Q 铁为-1400 J ·g -1)。
2、根据上式计算的C 计及萘燃烧数据计算萘的恒容燃烧热和恒压燃烧热。
4、实验注意事项1、压片一定要松紧适宜,不然不易燃烧或燃烧不完全。
2、检查两电极之间是否相通,铁丝与坩埚、电极与弹壁之间不要短路。
3、每测一个新的数据内筒都要换水。
四、思考题(参照书)实验十:原电池电动势的测定一、实验目的:(参照书) 二、实验原理:(参照书) 三、实验步聚:1、仪器清单:数字电子电位差计(EM-3C ) 1台 甘汞电极 1支 电极管 2支 锌电极 1支 铜电极 1支 乳胶管 2段 弹簧夹 2只 洗耳球 1只 抹布 1块 烧杯(50ml) 1只 烧杯(100m l ) 2只硫酸锌0.1 mol ·kg -3 1瓶 硫酸铜0.1 mol ·kg -31瓶 氯化钾饱和溶液 共用 2、实验步骤:1)、数字电子电位差计(EM-3C )的使用:1、 插上电源插头,打开电源开关,两组LED 显示即亮,预热5分钟。
2、 将右侧功能选择开关置于测量档,测量线与被测电动势按正负极性接好,一般黑线接负,红线接正。
3、 观察右边LED (平衡指示)显示值,调节左边拨位开关和电位器直到右边LED 显示值为“00000”附近,等待电动势指示数码(左边LED 显示)显示稳定下来,此即被测电动势值。
(“电动势指示”和“平衡指示”数码在小范围内摆动属正常,摆动数值在±1个字之间)。
2)、实验步骤:1、 将铜电极插入电极管中,电极管上套上乳胶管,吸入CuSO 4(0.1mol ·kg -3)溶液后用夹子夹住乳胶管组成铜电极。
2、 将锌电极插入电极管中,电极管上套上乳胶管,吸入ZnSO 4(0.1mol ·kg -3)溶液后用夹子夹住乳胶管组成锌电极。
3、用夹子夹住小烧杯,倒入氯化钾饱和溶液作电桥,插入电极分别组成Cu-Hg 电池(Cu 接正极,Hg 接负极)、Hg-Zn 电池(Hg 接正极,Zn 接负极)、Cu-Zn (Cu 接正极,Zn 接负极)电池。
电池装置如P89(Ⅱ-12-2)4、测每组电池的电动势,测量时在15min 左右的时间内测量7~8个数据,取偏差小于±0.0005V 数据的平均值作为该电池的电动势。
3、数据处理:1、根据饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式,计算实验温度下的电极电势:)298/(1061.72415.0V /4SCE -⨯-=-K T ϕ2、根据测定的各电池的电动势,分别计算铜、锌电极的r ϕ、θϕT 、θϕ298。
3、根据有关公式计算Zn-Cu 电池的理论电动势E 理,并与实验值E 实进行比较。
4、注意事项:1、 测量前根据电化学的基本知识,初步估算一下被测电池的电动势大小,以便在测量时能迅速找到平衡点,这样可避免电极极化。
2、 为判断所测量的电动势是否为平衡电势,一般应在15min 左右的时间内,等间隔地测量7~8个数据,若这些数据是在平均值附近摆动,偏差小于±0.0005V ,则可认为已达平衡,可取其平均值作为该电池的电动势。
每测一个数据需将被测电动势及时取下。
四、思考题(参照书)实验二十五.1:电渗一、实验目的:(参照书) 二、实验原理:(参照书) 三、实验步聚:1、仪器清单:WY-5B 电渗仪(包括电渗仪、Sb 电渗管、铂金电极) 1套秒表 1只 烧杯200ml 1只 瓷盘 1只 洗耳球 1只 抹布 1块 共用仪器与药品:SiO 2粉未(80~100目) 若干 烧杯100ml 1只 洗瓶 1只 分子筛 1套 DELTA326电导率仪 1台 2、实验步骤:1)、WY-5B 电渗仪的使用:a 、 WY-5B 电渗仪输出极性以红色指示灯为标志,输出插孔上方红色指示灯亮为正极,另一插空为负极。
用“极性选择”开关可控制铂金电极的正负号。
b 、 将电极输出插头与WY-5B 电渗仪输出插孔相连接,铂金电极插入盛有被测溶液的电渗管中。
c 、 将塑料软管从G 管管口导入至毛细管,用洗耳球注入一小气泡至毛细管。
d 、 接通电源,按下“电源”开关,“电源指示”灯亮;顺时针缓慢调节“输出调节”旋钮,使输出电压或电流达到所需值。
e 、 用“极性选择”开关控制铂金电极的正负号。
起初先使毛细管中的气泡由右向左流动,气泡移动过程中同时调节WY-5B 电渗仪,使电源固定在指定的电流或电压上,待气泡到接近毛细管左端乳胶管处断电,休息1 min,切换极性,然后再接通电源,使电流方向与上次相反,记录气泡反向流过同样体积(距离)的时间,断电1 min 。
f 、 重复测定两个往返的时间,记录。
g 、 调节WY-5B 电渗仪,使电源固定在另一指定的电流或电压上再进行测量。