(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)化学原理Ⅱ实验王业飞吕开河葛际江戴彩丽焦翠于连香中国石油大学（华东）石油工程学院2007 年2 月目录前言 (1)实验一三组分相图的制备 (3)实验二最大压差法测表面张力 (6)实验三溶胶的制备与电泳 (11)实验四无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用 (16)实验五乳状液的制备、鉴别和破坏 (20)实验六聚丙烯酰胺的合成与水解 (24)实验七聚合物分子量的测定---粘度法 (26)实验八原油水界面张力测定（滴体积法） (31)实验九聚合物综合性能评价 (33)附录一苯－水的相互溶解度 (35)附录二不同温度下水的密度、粘度和表面张力 (36)附录三某些液体的密度 (37)附录四不同温度时某些液体的表面张力 (38)附录五彼此相互饱和的两种液体的界面张力 (39)附录六不同温度时水的介电常数 (39)附录七722 型分光光度计 (40)1前言一.化学原理（Ⅱ）实验的目的化学原理（Ⅱ）实验是化学原理（Ⅱ）课程的重要组成部分，其主要目的有以下四点：1.了解化学原理（Ⅱ）的研究方法，学习化学原理（Ⅱ）中的某些实验技能，培养根据所学原理设计实验、选择和使用仪器的能力；2.训练观察现象、正确记录和处理实验数据、运用所学知识综合分析实验结果的能力；3.验证化学原理（Ⅱ）主要理论的正确性，巩固和加深对这些理论的理解；4.培养严肃认真的科学态度和严格细致的工作作风。

二.化学原理（Ⅱ）实验的要求1.实验前必须认真预习，阅读实验教学内容及有关附录，掌握实验所依据的基本理论，明确需要进行测量、记录的数据，了解所用仪器的性能和使用方法，思考实验内容后面所提出的问题，并做好预习报告。

预习报告的内容包括：实验目的、原理、基本公式及公式中各项意义及单位，原始记录表格及实验操作要点。

2.实验时要认真操作，严格控制实验条件，仔细观察实验现象，按照要求详细记录原始数据。

实验完毕离开实验室前，原始记录必须交给指导教师审阅、签字。

3.实验完成后要及时处理实验数据，独立完成实验报告，按时交给指导教师审阅。

实验报告应统一用石油大学学生实验报告纸书写，并做到字体端正、间明扼要、整齐清洁。

实验报告的内容包括实验目的、实验原理、简单步骤、处理结果、思考题讨论五个部分。

三. 化学原理（Ⅱ）实验的注意事项1.按时进入实验室，爱护实验仪器设备，不懂仪器的使用方法时不得乱动仪器。

2.仪器安装完后或连接线路后，必须经教师检查，才能接通电源，开始实验。

3.要按实验内容及有关附录中的规定使用仪器，以免损坏。

4.数据记录应及时、准确、完整、整齐。

全部记录都要记在预习报告的表格内，不2得写在其他任意地方。

5.仪器破损，应及时报告教师，进行登记，按学校有关规定处理。

实验结束后，按规定将所用仪器设备洗刷干净，排放整齐。

6.注意实验安全，做好实验室用电、用水、防火、防爆、防毒等安全方面的工作。

在实验室内不得吸烟、大声喧哗及打闹。

每次实验完毕，每组负责打扫其实验桌面卫生，值日学生负责打扫全实验室卫生。

3实验一三组分体系相图的制备一.实验目的制备等温、等压下苯－水－乙醇三组分体系相图。

二.实验原理三组分体系的组成可用等边三角坐标表示。

等边三角形三个顶点分别代表纯组分A、B 和C，则AB 线上各点相当于A 和B 组分的混合体系，BC 线上各点相当于B 和C 的组分的混合体系。

AC 线上各点相当于A 和C 的组分的混合体系。

在苯－水－乙醇三组分体系中，苯与水是部分互溶的，而乙醇和苯、乙醇和水都是完全互溶的。

设由一定量的苯和水组成一个体系，其组成为K，此体系分为两相：一相为水相，另一项为苯相。

当在体系中加入乙醇时，体系的总组成沿AK 线移至N 点。

此时乙醇溶于水相及苯相，同时乙醇促使苯与水互溶，故此体系由两个分别含有三个组分的液相组成，但这两个液相的组成不同。

若分别用b1、c1 表示这两个平衡的液相的组成，此两点的连线成为连系线，这两个溶液称为共轭溶液。

代表液－液平衡体系中所有共轭液相组成点的连线称为溶解度曲线（如图1-1）。

曲线以下区域为两相共存区，其余部分为均相区。

此图称为含一对部分互溶组分的三组分体系液－液平衡相图。

图1-1 三组分体系液－液平衡相按照相律，三组分相图要画在平面上，必须规定两个独立变量。

本实验中，它们分别是温度（为室温）和压力（为大气压）。

4三.实验仪器与药品1.仪器25mL 酸式滴定管2 支，5mL 移液管1 支，50mL 带盖锥形瓶8 个。

2.药品苯（分析纯），无水乙醇（分析纯），蒸馏水。

四.实验步骤1.取8 个干燥的 50mL 带盖锥形瓶，按照记录表格中的规定体积用滴定管及移液管配制6 种不同浓度的苯－乙醇溶液，及两种不同浓度的水－乙醇溶液。

2.用滴定管向已配好的水－乙醇溶液中滴苯，至清液变浊，记录此时每种清液中水的体积。

滴定时必须充分摇荡，同时注意动作迅速，尽量避免由于苯、乙醇的挥发而引入的误差。

3.读取室温。

4.记录表格。

表1-1 溶解度曲线有关数据五.数据处理将各溶液滴定终点时各组分的体积，根据它们在实验温度下的密度（查附录二和附录三）换算为质量，求出各溶液滴定终点时的质量分数或质量分数的浓度。

5六.思考题1．本实验所用的滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等为什么必须干燥？2．当体系组成分别在溶解度曲线上方及下方时，这两个体系的相数有什么不同？在本实验中是如何判断体系总组成正处于溶解度曲线上的？此时为几相？3．温度升高，此三组分体系的溶解度曲线会发生什么样的变化？在本实验操作中应注意哪些问题，以防止温度变化而影响实验的准确性？6实验二最大压差法测表面张力一.实验目的1.掌握最大压差法测定表面张力的原理及方法；2.测定正丁醇水溶液的表面张力，了解表面张力的概念及影响因素；3.学习Gibbs 公式及其应用。

二.实验原理由于净吸引力的作用，处于液体表面的分子倾向于到液体内部来，因此液体表面倾向于收缩。

要扩大面积，就要把内部分子移到表面来，这就要克服净吸引力作功，所作的功转变为表面分子的位能。

单位表面具有的表面能叫表面张力。

在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。

但在纯液体中加入溶质，表面张力就会发生变化。

若溶质使液体的表面张力升高，则溶质在溶液相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度；若溶质使液体的表面张力降低，则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。

这种溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。

在一定的温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系，可用吉布斯（Gibbs）吸附等温式表示：Γ= − c dσ（2-1）RT dc式中Γ－吸附量（molL）；c－吸附质在溶液内部的浓度(molL)；σ－表面张力（Nm）； R－通用气体常数（N.mK.mol）； T－绝对温度（K）。

若dσdc＜0,溶质为正吸附；若dσdc＞0，溶质为负吸附。

通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系，则可作出σ－c 曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的dσdc，将此值代入2－1 式可求出在此浓度时的溶质吸附量。

7测定液体表面张力的方法有许多种。

本实验采用最大压差法，测定装置如图2－1。

测定时，将分液漏的活塞打开，使瓶内压力增加，气泡即可通过毛细管（要求它的尖嘴刚刚与液面接触）。

从浸入液面的毛细管端鼓出空气炮时，需要高出外部大气压的附加压力，以克服气泡表面张力。

如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的（图2-2）。

此时附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式如下：ΔP = 2σ(2-2)R式中ΔP－广口瓶内滴水形成的附加压力；R－气泡的曲率半径；σ－表面张力（Nm）。

当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这是曲率半径最大，随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这是曲率半径与毛细管半径r 相等，曲率半径达最小值，根据2-2 式，这时附加压力达最大值。

气泡进一步长大，R 变大，附加压力则变小，直到气泡溢出。

8图2－2 气泡最小曲率半径示意图如果用图2-1 装置，分别测出一种已知表面张力的液体（例如水）和另一未知表面张力液体（如正丁醇水溶液）的附加压力最大值，这时因为R=r，所以,= 2σ1（2-3）Δp1r式中：Δp－已知表面张力液体的最大附加压力；1σ1－已知液体的表面张力。

= 2σ2（2-4）Δp1r式中：Δp－未知表面张力液体的最大附加压力；2σ2－未知液体的表面张力。

因为两种液体的最大附加压力（即最大压差）是在同一仪器的同一毛细管测的。

所以，上两式的r 是相同的，若将r 消去即得：9σ2 =Δp2Δp1⋅σ2（2-5）因此，在同一温度下，只要测得ΔP1、ΔP2，再由温度查出已知表面张力液体（水）的表面张力；即可由公式（2-5）求出未知液体的表面张力。

三.仪器与药品1．仪器最大压差法测表面张力装置一套，洗瓶，吸耳球。

2.药品正丁醇（分析纯），蒸馏水。

四.步骤1.用洗液洗表面张力测定仪的外套管和毛细管。

方法是在外套管中放入少量洗液, 倾斜转动外套管,使洗液与外套管接触( 注意不要让洗液从侧管流出 ).再将毛细管插入, 这时保持外套管倾斜不动,转动毛细管,使洗液与毛细管接触,再用洗耳球吸洗液至毛细管内,洗毛细管内壁.用完的洗液倒回原来瓶中,然后用自来水充分冲洗外套管和毛细管, 最后用蒸馏水冲洗外套管和毛细管各三次,即可进行下面实验。

2.在外套管中放入蒸馏水(作为已知表面张力的液体,其表面张力见附录二),将毛细管插入外套管,塞紧塞子,并使毛细管尖端刚碰到液面。

读出斜管压差计下面一根管内的零点液位L 的正丁醇洗一次外套管和毛细管，然后再加入该溶液，象测蒸馏水的最大压差一样，测定该溶液的最大压差。

依次侧得 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35momL 的正丁醇溶液的最大压差。

（注意：每更换一次溶液，都应用待定液洗外管套管和毛细管）。

105.记录实验温度.五.结果处理1.由附录－查出实验温度下蒸馏水的表面张力。

2.由公式 σ 2 = Δp 2 Δp 1 ⋅ σ 2计算出不同浓度正丁醇溶液的表面张力，用表格的形式列出计算结果，并取一组数据附－计算实例。

3.以表面张力为纵坐标，以浓度为横坐标，在坐标纸上画出正丁醇溶液的σ-c 图。

4.在σ-c 图上选若干点，作不同浓度曲线时切线，依 Gibbs 公式（2-1）求出相应 的表面吸附量；并在坐标纸上画出正丁醇溶液的吸附等温线。

六.思考题1.实验中，如果毛细管深入液面 1mm 会造成多大误差？2.实验中，为什么要尽量放慢鼓泡速度？3.实验中，为什么要求从稀到浓逐个测定不同浓度溶液的表面张力？4.解释σ-c 曲线的变化趋势。