物理化学实验数据处理
实验一 电极的制备及电池电动势的测定与应用
一、实验数据记录
二、数据处理
1饱和甘汞电极电动势的温度校正
)298/(1061.72415.0/4-⨯-=-K T V SCE ϕ
15.273+=t T t 组成饱和甘汞电极的KCl 溶液的温度,℃。
2测定温度下锌、铜电极电动势的计算 1) 测定温度下锌电极电势的计算
Zn Zn SCE Hg Zn E /2)(+-=-ϕϕ平均值 )(/2平均值Hg Zn SCE Zn Zn E --=∴+ϕϕ
2) 测定温度下铜电极电势的计算
SCE Cu Cu Hg Cu E ϕϕ-=+-/2)(平均值 S C E Hg Cu Cu Cu E ϕϕ+=∴-+)(/2平均值
3) 测定温度下标准锌电极电极电势的计算
++
+
+±++=+=2222ln 2)(ln 2/2//Zn Zn
Zn Zn Zn Zn Zn m F RT Zn F RT γϕαϕϕθ
θ +++
±-=∴222ln 2//Zn Zn Zn Zn
Zn m F
RT γϕϕθ(±γ参见附录五表V-5-30,11.02-⋅=+l mol m Zn ) 4) 测定温度下标准铜电极电极电势的计算
++
+
+±++=+=2222ln 2)(ln 2/2//Cu Cu
Cu Cu Cu Cu Cu m F RT Cu F RT γϕαϕϕθ
θ
+++
±-=∴222ln 2//Cu Cu Cu Cu
Cu m F
RT γϕϕθ(±γ参见附录五表V-5-30,11.02-⋅=+l mol m Cu ) 2 298K 时锌、铜电极标准电极电势的计算 1)锌电极标准电极电势的计算
)298/(000016.0)298(/)(//22-⨯-=+
+K T K V T Zn
Zn Zn Zn θθϕϕ )298/(000016.0/)()298(//22-⨯+=∴++
K T V T K Zn
Zn Zn Zn θ
θϕϕ 1)铜电极标准电极电势的计算
2
6//)298/(1031.0)298/(0001.0)298(/)(22-⨯+-⨯+=-+
+K T K T K V T Cu
Cu Cu Cu θθϕϕ 2
6//)298/(1031.0)298/(0001.0)()298(22-⨯+-⨯-=∴-+
+K T K T T K Cu
Cu Cu Cu θθϕϕ 15.273+=t T t 组成相应电极的电解质溶液的温度,℃。
参考数值:V K Zn Zn 7627.0)298(/2-=+θϕ,V K Cu
Cu 3419.0)298(/2=∴+
θ
ϕ。
3 铜-锌原电池理论电动势的计算
铜电极的理论电极电势计算:
2
6/)298/(1031.0)298/(0001.03419.0/)(2-⨯+-⨯+=-+
K T K T V T Cu
Cu
θϕ ++
+
±+=222ln 2)(//Cu Cu
Cu Cu
Cu
m F
RT
T γϕϕθ 锌电极的理论电极电势计算:
)298/(000016.07627.0/)(/2-⨯--=+
K T V T Zn
Zn
θ
ϕ
++
+
±+=222ln 2)(//Zn Zn
Zn Zn
Zn
m F
RT
T γϕϕθ 铜-锌原电池理论电动势的计算:Zn Zn Zn Cu Cu Zn E //22++-=-ϕϕ 误差计算:%100)
(⨯-=
--Cu
Zn Cu Zn E E E Error 平均
实验二 溶液法测定极性分子偶极矩
一、实验数据记录
1. 首先算出实验温度时两种纯液体的密度。
(实验温度用温度计直接测出,密度可由软件计算)或采用下式计算:
2
63469.0109110.11063255.1)(t t CCl t ⨯-⨯-=--ρ
3926352309.610405.0102710.11093932.0)(t t t H COOC CH t ⨯-⨯-⨯-=---ρ
,t 为测量温度℃,密度单位:g/ml
2. 计算测量温度下CCl 4介电常数εCCl4、真空电容C 0和仪器分布电容C d 。
)20(0020.0238.2)(4--=t CCl ε
1
)(404--=
CCl C C C CCl ε空测
测,1
)()(444--=
CCl C CCl C C CCl d εε测
空测
3. 计算每个溶液的电容值及介电常数
d C C C -=测量溶液,0
C C 溶液
溶液=
ε 4.作图分别由斜率求算γβα,,。
)1(24
x CCl αεε+=溶液,)1(24
x CCl βρρ+=溶液,)1(24
x n n CCl γ+=溶液
5. 由课本166页II-31-7式及II-31-11计算∞2P ,。
∞
2R 由II-31-13计算523H COOC CH 的分子
偶极矩。
理论值为: m C ⋅⨯--31
1030.687.5
实验三 粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量
二、作图。
三、计算大分子的分子量
两直线相交处约为255.15。
即[η]=255.15,[η]=KM α α=0.79,K=3.8×10-3cm 3g -1,得M=1288670=1.289×106。
实验四 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、数据记录
室温: ℃ 大气压力: pa κ0 (30℃) 。
κ0 (40℃) 。
1.将t ,κt 数据列表。
240
2502602702800
0.0005
0.001
0.0015
2. 以)((/)(0∞--κκκκt t c 对时间t 作图,可两条直线。
3.由直线的斜率分别计算两个温度下的速率常数k 和反应半衰期t 1/2。
4.由两温度下的速率常数,按Arrhenius 公式,计算乙酸乙酯皂化反应的活化能。
实验五 丙酮碘化反应速率方程的确定
1、 数据记录
2计算εb
lg =-==
A A T bc b c
εε 3计算反应速率
用表中数据以A 对时间作图,求得四条直线,各直线斜率为⎛⎫
⎪⎝⎭
dc b dt ε.用斜率分别计算反应速率r 1,r 2,r 3,r 4.
根据上式可计算出α、β、γ。
4、建立丙酮碘化反应速率方程式
A
12
lg()lg =
B r r n m
5、分别计算1、2、3、和4 号瓶中丙酮和酸的初始浓度,再根据上式计算四种不同初始浓度(配好的各容量瓶中组分的浓度)的反应速率常数,求其平均值。
332
1
1CH COCH HCl I r k C C C αβγ
=
⋅⋅,依次得到k 2,k 3,k 4,求取平均值。
实验六 溶液表面张力的测定-最大泡压法
1以纯水测量结果计算K ’值,纯水表面张力可查表得到(计算时要注意单位,测量值单位为KPa )
1
111
' '=∆=
∆K p K p σσ
2计算各种浓度溶液的σ值:
'n n
K p σ=∆
3作σ-c 图,并在图上取10个点,分别做出切线,并求得对应的斜率d dc T
σ⎛⎫
⎪⎝⎭。
四、根据公式 求的不同浓度下的吸附量,作出c -Γ图,
d dc T
c ΓRT σ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
c/Г
根据公式
∞
∞+=k ΓΓc Γc 1
可知,直线斜率为1Γ∞;使用公式1B L σ∞=Γ计算分子截面积B σ。
实验七 醋酸在活性炭上的吸附
1. 计算各瓶中醋酸的起始浓度C 0,平衡浓度C 及吸附量Г(mol·kg -1)。
注意起始浓度C 0不是原始醋酸的浓度
0c v c v v ⋅=
+原始醋酸醋酸水
,
2 以吸附量Г对平衡浓度C 作等温线 3作C/Г-C 图,并求出Г∞和常数K
所有点应拟合为一直线,直线斜率为1/Г∞,直线截距为1/Г∞K 。
4.由Г∞计算活性炭的比表面积。