物理化学实验(1)

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1、物理化学实验实验一、燃烧热的测定一、实验目的及原理：1．用氧弹式量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。2．掌握有关热力学实验的一般知识和测量技术，了解氧弹式量热计的原理、构造及使用方法。3．明确所测温差值为什么进行雷诺图的校正或用经验公式校正。1．1摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热，所谓完全氧化是指CCO2(g),H2H2O(l)，SSO2（g），而N、卤素、银等元素变为游离状态。如在25oC苯甲酸的燃烧热-3226.8kj/mol。C7H6O2(s)+71/2O2(g)→7CO2(g)+3H2O(l)燃烧热可在恒容或恒压情况下测定，由热

2、力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容燃烧热Qv=Δu，恒压燃烧热Qp=ΔH,在氧弹式量热计中测得燃烧热为Qv，而一般热化学计算用的值为Qp，这两者可通过下式进行换算：Qp=Qv+ΔnRT（1）式中Δn为反应前后生成物和反应物中气体的摩尔数之差；R为摩尔气体常数；T为反应温度（K）。二、实验原理：在量热计与环境之间没有热交换的情况下可写出如下的热量平衡式：Qva+q·b+5.98c=whΔt+C总·Δt（2）式中Qv—被测物质的定容热值j.g-1；a—被测物质的质量g；q-引火丝的热值；J·g-1（镍铬丝（-1400J/g）；b—烧掉了的火丝的质量g;5.98—硝酸生成热（5983

3、kj/mol。当用０.１mol·l-1ＮaＯＨ滴定生成硝酸时耗用０.１００mol ·l-1ＮaＯＨ的毫升数；w—水桶中水的质量g；h—水的比热容Ｊ·g-1·k-1；C总—氧弹、水桶等的总热量g-1·k-1；Δt—与环境无热交换时的真实温差。经整理合并（２）式可写成：Qva+q·b+5.98c=k·Δt　　　　　　　　　　　（３）式中k＝（wh＋C总）Ｊk-1称为量热计常数。实际上氧弹式量热计不是严格的绝热系统，加之由于传热速度的限制，燃烧后由最低温度达最高温度需一定的时间，在这段时间里系统难免与环境发生热交换，因而从温度计上读得的就不是真实的温差Δt，因此必须对读数得的温度差进行校正，下

4、面是常用的经验公式：Δt校正＝(v+v1)/2×m+v1×r　　　　　　　　　（４）式中：v－点火前；每半分钟量热计的平均温度变化；v1—样品燃烧使量热计温度达最高而开始下降后，每半分钟的平均温度变化。m—点火后，温度上升很快（大于每半分钟０.３oＣ）的半分钟间隔数；r—点火后温度上升较慢的半分钟间隔数。考虑了温度差校正后，真实温差Δt因该是：Δt＝t高－t低＋Δt校正（５）式中t高—点火前读得量热计的最低温度；t低—点火后量热计达到最高温度后，开始下降的第一个读数。三、重点和难点：重点讲透实验原理—能量守恒原理及热力学第一定律。难点是样品的制成，即将引火丝压进样品中等细节操作。四、思考

5、题与习题：写出萘燃烧过程中的反应方程式。如何根据实验测得的Ｑv求　　　出Ｑp，即ΔcＨΘM？实验二、二元液系相图一、实验目的及原理：实验测定环己烷—乙醇的沸点组成图（T—X图）并确定其恒沸点及恒沸组成。二、实验原理：二元液系的T—X图分为三类：（1）理想的双液系，其溶液沸点介于两纯物质沸点之间；如图a;（2）各组分对拉乌尔定律发生负偏差，其溶液有最高沸点，如图c;（3）各组分对拉乌尔定律发生正偏差，其溶液有最低沸点，如图b。第（2）、（3）两类溶液在最高或最低沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度叫做恒沸点，相应的组成叫做恒沸组

6、成。理论上，第（1）类混合物可用一般蒸馏法分离出两种纯物质；第（2）（3）两类混合物只能分离出一种纯物质和一种恒沸混合物。为了测定二元液系的T—X图，需在气液相达到平衡后，同时测定气相组成、液相组成和溶液沸点。例如在图a中与沸点t1对应的气相组成是气相线上的XVB，液相组成是液相线上L1对应的XLB。实验测定整个浓度范围内不同组成溶液的气液相平衡组成和沸点后，就可绘出T—X图。本实验采用简单蒸馏瓶，蒸馏瓶上的冷凝器使平衡蒸汽凝聚在小玻璃槽中，然后从中取样分析气相组成。为此，先用折光仪测定已知组成混合物的折光率，作出折光率—组成工作曲线。当测得未知样品的折光率后即可从工作曲线查出其组成。（

7、溶液的蒸汽压下降与溶质的摩尔分数成正比，这通常称为拉乌尔（Raoult）定律:ΔP=P*B·XA)三、重点与难点：1．重点讲透实验原理；2．熟练掌握折光仪的使用；难点：是同时测定气相组成、液相组成和溶液沸点。四、思考题与习题：1．作环己烷—乙醇标准液的折光率—组成曲线的目的是什么？２．每次加入蒸馏水中的环己烷或乙醇是否应按计量表所记精确计算？三、电动势测定及其应用一、实验目的1．掌握抵消法电池电动势的原理及电子　电位差计的使用2．了