物理化学常用公式的线性化探讨

《物理化学常用公式的线性化探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、物理化学常用公式的线性化探讨2012年第24期目录关键词物理化学；线性关系；实验中图分类号：G642文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)24-0088-02LinearizationofCommonFormulasofPhysicalChemistry//Tong丫an,LiXiaofeiAbstractInordertoexplorethecharacteristicsoftheusualformulasofphysicalchemistryandmakethemeasytounderstandand

2、memorized,theformsofsomebasiclinearformulasandtheirusagesafterlinearizationweresummarizedaccordingtotheordersofdilutesolution,theeffectofthetemperature,theclassificationmethodofthedecisionofthereactionorder.Thelinearizationoftheformulasisasimplemethodforfindingth

3、erelationshipofthedifferentphysicalvariables.Inaddition,itiseasytofindthephysicalquantitieswhicharehardtoobtainfromexperiments.Keywordsphysicalchemistry;linearrelationship;experimentAuthor’saddressCollegeofPharmacy,HenanUniversityofTraditionalChineseMedicine,Zhen

4、gzhou,China450008物理化学实验常常产生大量的数据，如何对数据进行系统的分析，找出数据间的关系，探求变化的规律和本质，是每一位科学工作者必须掌握的基本功。同时，物理化学教材中公式繁多，但不同公式却有很多的相似性，如何探求公式之间的联系，最大限度地减少对公式的记忆，是每一位教学工作者必须面对的问题。而线性化的函数关系可以很方便地通过直线的斜率和截距求出所需要的物理量。因此，物理化学工作者对公式的推导非常注重线性化[1],他们总是试图找出变量之间的线性关系，或者对已有公式进行线性化处理，从而给科学研究和教学过程

5、带来极大的便利。若能把这种思想传授给学生，使其能熟练应用到科学研究中，无疑会对学生处理实验数据的能力的提高大有好处。本文通过总结物理化学教材[2-3]中常见的线性化的公式，以期对物理化学的教学有所帮助。1三个和温度有关的公式众所周知，标准平衡常数、饱和蒸汽压、反应速率常数的大小受温度的影响均比较大，温度升高，其值减小。从表1可以看出，3个公式具有高度的相似性。通过直线的斜率，可以求出3个重要的物理化学量标准摩尔反应热、相变潜热以及反应的实验活化能。例如，阿伦尼乌斯经验式为，本身反应速率常数和温度并无线性关系，但是通过取对

6、数并积分，则可以得到线性关系。这种取对数积分的方法是很多线性关系推导的常用方法。2具有简单级数的反应的浓度和时间关系的线性化在讲述具有简单级数的反应的特征时，总是试图推导出具有线性关系的积分速率方程。其目的可以使读者能更好地区别不同级数的化学反应的特征，做到一目了然。另外，在判断一个未知反应的级数时，反应物浓度和时间的线性关系是极其重要的判定法则。利用微分法和半衰期法确定化学反应的级数时，也可以通过线性化的处理找出，见表2。3稀溶液中存在的线性关系在溶液较稀或理想液体下，由于溶质与溶剂之间的作用力可以忽略不计，因此很多物

7、理量和浓度之间都存在一定的线性关系，如稀溶液的拉乌尔定律、亨利定律以及依数性；另外电化学中，稀溶液的摩尔电导率和浓度的关系，平均活度系数和离子强度之间都可以转化为一定的线性关系；大分子溶液的粘度和浓度之间同样存在线性关系。以上线性关系均只能在溶液比较稀的情况下适用，当溶液浓度增加时，则出现比较明显的偏差。对于大分子溶液来说，在溶液浓度不大时，可以利用大分子溶液的粘度和大分子溶液的渗透压和浓度之间的线性关系进行实验，求算大分子的摩尔质量，见表3。对于强电解质溶液来说，科尔劳乌斯公式和德拜-休克尔极限公式分别给出摩尔电导率以

8、及离子平均活度系数和浓度以及离子强度的线性关系。巧合的是，二者分别和浓度与离子强度的平方根成线性关系。4其他线性关系在表面吸附的几个公式中，虽然最初它们的形式并非线性的，但通过数学运算，均可以转变为一定的线性关系，例如取对数、取倒数、调整变量关系，见表4。类似的公式还有大分子的光散射公式以及奥斯特瓦尔德稀释定律。以上