【办公文档】物理化学实验指导书

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1、物理化学实验指导书实验一碳酸钙分解压的测定实验项目性质：验证性实验计划学时4学时一、实验目的1.了解一种测定平衡压力的方法——静态法。2.初步掌握普通真空操作技术，中高温的控制和测温方法。3.测定各温度卜•碳酸钙的分解压，从而计算在一定温度范围内的人H(CaCO3分解的反应热)的平均值。二、实验原理：碳酸钙高温分解，并吸收-定热量：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g}在这个反应体系内存在固态CaCO3(s)＞固态CaO⑸及气态CO?®这三个单独的相，基本上不互相溶解。因此在一定温度时，反应的标准平衡常数：K0=PCOJP°式中：°°2表示在反应温度下，碳酸

2、钙分解达平衡时C02压力。P9为标准压力卩0=100kPa。CaCO3在一定温度下，分解达平衡时，CO?的压力保持不变，称为分解压，分解压的数值随温度的升高而升高。按照等压方程式的积分式：bK〃=-A"”/RT+△,.&”//?,△心为反应的嫡变化，R为气体常数。在一定温度范I节I内因及△’He变化不大，可视为常数，故可将上式改写为lnK〃=/(l/T)+B,以SK&对1/T作图，得一直线，其斜率及截距分别为A=-HJRUSJR,由此可求出CaCO3分解反应的反应热(平均值)及反应平均的嫡变化。应该注意，AH值会随温度变化，但在一个不太大的温度范围内，变化不多，

3、故可以认为其平均值是常数。而用上式处理。三、仪器和试剂仪器：SK2-M0H电阻炉、石英管、控温仪、瓷舟、DP-A精密数字压力计、胶塞、循坏水多用真空泵、电子犬平试剂：粉状CaCO3(G.R.)四、实验步骤1、称取约5克粉状CaCOs装在一小瓷舟内(或将小瓷舟装满即可)，送入石英管内相当于电炉的中心部位，然后用橡皮塞紧塞石英管。2、抽真空。停留10分钟后，检查压力冇无变化。如果压力计指示体系压力在增加，表示系统漏气。应找出漏气原因，解决后，再检查至不漏气为止。3、接通电源加热管状电炉，设定温度控制器的温度为600°Co4、当温度为600°C时，二次抽真空（排除剩余空

4、气）。5、调节控温仪至700°C，恒温后，每隔5分钟读取一次压力值，直至两次压力差变化不超过2%,在700〜900°C之间，按上述过程测定6〜8组数据，即每隔25°C测定一次压力。6、敕理好仪器。五、注意事项1、启停真空泵前，必须使泵与大气相通。2、压力计使用而必须置零。五、数据处理1、记下实验时之室温、人气圧力和所测定的几个不同温度下的温度和压力数据于记录表屮,并计算处理。室温°C大气压kPa样晶g序号温度计读数压力计读数分解压InKet/°CT/KA/?/kPaPco2/kPa^PcoJP°12345672、以lnK°对1/T作图，可近似的视为直线，并以下式表

5、示:,可用图解法确定a、B的值。3、求CaCO3分解反应匚比的平均值。4、从实验数据屮，求出Pco2=100kPa时CaCO3的分解温度。六、思考题：1、为什么装有粉状碳酸钙的小瓷舟要放在相当于电炉的屮央部分?2、如何确定在一定温度下碳酸钙分解是否达平衡？3、碳酸鈣分解实验小，碳酸钙是否需要准确称量?实验二电动势及电极电势的测定实验项目性质：验证性实验计划学时：3学时一、实验冃的：1.通过电动势的测定，了解对消法测电动势的基本原理、仪器构造和使用方法。2.分別测定下列各电池的电动势：a:Hg

6、Hg2Cl21KC1（饱和）

7、

8、H+（待测定）QH2Q

9、Pt求HC1溶液

10、的pH植；b:Hg

11、Hg2Cl2

12、KC1（饱和）

13、

14、AgNO3（0.02罰儿）IAg,求室温下A£浓度为0.02mol/L的阴极的电极电位E（Ag+/Ag）C:AgIAgClIKC1（0.02mol/L）

15、

16、AgNO3（0.02mol/L）IAg,求室温卜难溶盐AgCl溶解皮积。二、实验原理原电池是由二个电极（半电池）组成，电池的电动势E是二个电极电势的差值（假设二电极溶液互相接触而产生的接触电势已经用盐桥除掉）。设左方电极（负极）的电极电势E左，右方（正极）为E右，一般规定E=E右・E左（1）电极电势的大小与电极性质、溶液中有关离子的活度及温度有关。在电化学中电

17、极电势的数值是相对值，通常将标准氢电极（p=100kPa,%=i）的电极电势定为零，将它作为负极与待测电极组成一原电池，此电池的电动势即为该待测电极的电极电势。由于使用氢电极较麻烦，故常川具他町逆电极作为比较电极，常川的比较电极有甘汞电极，氯化银电极等。无论那一类型的电极，它们的电极电势都可以用下列公式表示：RTE=E3~^Ln細及）｛勺（电极）｝"（电极）电池a的电动势为RTEa=（矚醛+万rbQ〃+）+E（饱和甘汞）(3)测出该电池的电动势险且已知该温度F他醍和Ete和甘汞,由式（3）即可求出HC1溶液的PH值。电池b的电动势&为:Eb=E°E血一E饱和甘汞，

18、测;IlE