物理化学实验思考题解答 

酯溶液倒入NaOH溶液中一半时开始计时?

答:(1)因为温度对电导有影响。(2)不能,应刚混合完开始计时。

3. 被测溶液的电导率是哪些离子的贡献?反应进程中溶液的电导率为何发生减少?

答:参与导电的离子有Na、OH和CH3COO。Na在反应前后浓度不变,OH的迁移率比CH3COO的迁移率大得多。随着时间的增加,OH不断减少,CH3COO不断增加,所以,体系的电导率值不断下降。 4. 为什么要使两种反应物的浓度相等?答:为了使二级反应的数学公式简化。

5.为什么由0.0100mol·dm-3的NaOH溶液和0.0100mol·dm-3的CH3COONa溶液测得的电导率可以认为是κ0、κ∞?答:κ0是反应:

CH3COOC2H5+NaOH →CH3COONa+C2H5OH 体系t=0时的电导率,但是CH3COOC2H5与NaOH混合的瞬间就已开始反应,因而混合后第一时间测的κ也不是t=0时的电导率。根据CH3COOC2H5与NaOH体积和浓度都相等,二者混合后浓度均稀释一倍,若忽略CH3COOC2H5的电导率,0.0100mol·dm-3NaOH所测κ即为κ0。 κ∞是上述反应t=?时的电导率,当反应完全时,CH3COONa的浓度和t=0时NaOH浓度相同,若忽略C2H5OH的电导率,0.0100mol·dm-3的CH3COONa所测κ即为κ∞。 6反应物起始浓度不相等,试问应怎样计算k值?答:若CH3COOC2H5溶液浓度a>b(NaOH溶液浓度),则其反应速率方程的积分式为

a a

κt+κ0 (— -1) - κ0—

b c a

ln????????? = κ (a—b)t + ln— ____ b b

κt - κc —

c

C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率 若a>b时b =C, 若a? b时a =C

7.如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时,能否用此法求k值,为什么? 答:不能。只有反应体系是很稀的水溶液,才可认为CH3COONa

+-是全部电离的。反应前后Na的浓度不变。随着反应的进行,导电能力很强的OH离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,致

使溶液的电导逐渐减小。可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化,以跟踪反应物浓度随时间变化。

????????实验九 复杂反应-丙酮碘化

1. 实验时用分光光度计测量什么物理量?它和碘浓度有什么关系?答:测量的是溶液的吸光度A;根据朗伯-比尔定律可知,在指定波长下,所测吸光度与I2溶液浓度成正比关系。2. 本实验中,将CH3COCH3溶液加入盛有I2、HCl溶液的碘瓶中时,反应即开始,而反应时间却以溶液混合均匀并注入比色皿中才开始计时,这样操作对实验结果有无影响?为什么?答:无影响。不同时间所作的直线的位置不同而已,但k(所作直线的斜率)相同。

3. 速率常数k与T有关,而本实验没有安装恒温装置,这对k的影响如何?所测得的k是室温下的k,还是暗箱温度时的k?答:本实验整个过程是在室温下进行的,由于室温在短时间内变化幅度很小,故对k的影响不大。所测得的k是暗箱温度时的k。实验十

溶液表面张力的测定(最大气泡压力法)

1. 用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差?提示:若读中间某个压力差值,不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。2. 为何要控制气泡逸出速率?提示:气泡逸出速率会影响气泡的大小,近而影响压力差值的大小,因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。3. 本实验需要在恒温下进行吗?为什么?

提示:需要恒温,因为表面张力的大小受温度的影响。4. 毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切?否则对实验有何影响?提示:毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度,会引起表面张力测定值偏小。5. 哪些因素影响表面张力测定的结果?如何减小或消除这些因素对实验的影响?提示:温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。减小或消除这些因素引起误差的措施是:恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。实验十一

胶体制备和电泳

1. 电泳中辅助液起何作用,选择辅助液的依据是什么?提示:辅液主要起胶体泳动的介质、电介质作用和与胶体形

成清晰的界面易于观测等作用。选择的辅液不能与胶体发生化学反应,电导率与胶体相同等(本实验是用界面移动法测电动电势,如果在电泳测定中如不用辅助液体,只靠气液界面,不存在液-液界面,无法判断液-液界面移动情况)

2. 若电泳仪事先没有洗干净,内壁上残留有微量的电解质,对电泳测量的结果将会产生什么影响?提示:可能改变ζ电势大小,甚至引起胶体的聚沉。

3. 电泳仪中不能有气泡,为什么?提示:气泡会阻断电介质。

4. 电泳速率的快慢与哪些因素有关?ξ电势、介质的粘度η和介电常数εr、两极间距L、外加电压V以及影响ξ、η、εr、L、V的因素

如温度、胶体浓度、胶体中杂质、通电时间的长短、电泳管受到震动的情况、电泳管的胶塞处通大气的畅通状态等。

5本实验中所用的稀盐酸溶液的电导为什么必须和所测溶胶的电导率相等或尽量接近?答:为了保持ξ电势计算式中的电势梯度(V/L)尽量接近6溶胶胶粒带何种符号的电荷?为什么它会带此种符号的电荷?答:(1)实验中溶胶移向负极,说明溶胶带正电。 (2)溶胶带正电,实际上是胶粒带正电:7水解法制备Fe(OH)3溶胶的反应为:FeCl3 + 3H2O = Fe(OH) 3 + 3HCl

Fe(OH)3+ HCl= FeOCl+2H2O, FeOCl 离解成FeO与Cl离子。胶团结构为:

+-+-

[(Fe(OH)3)m].nFeO.(n-?) Cl]?.?Cl

胶粒

8、仅用自来水冲洗电泳管和试管,对实验结果会有何影响? 答:溶胶会发生聚沉。界面移动速率减小,电动电势ξ偏小。 9、通过气味判断两电极上各产生的什么气体?为什么?答:(1)从正阳极上产生刺激性气味判断是氯气。负阴极上产生的气体没有气味应该是氢气。(2)正阳极上电极电势低的物质首先发生氧化反应,考虑到制备Fe(OH)3溶胶时加入的FeCl3浓度低,体积小,生成的

-2+-HCl和辅助液HCl浓度很小,可忽略浓度对E的影响,I=1000A.m时,在光亮的Pt上H2O→2H+(1/2)O2+2e,Eir≈Er+ηO2(Pt)

--+-=1.229+1.28=2.51V2Cl→Cl2+2e Eir≈Er+ηCl2(Pt)=1.36+0.054=1.41V 负阴极发生还原反应2H+2e→H2没有竞争反应。

7、实验成功的关键是什么? 答:(1)使用的仪器必须洁净,蒸馏水及药品不能被污染。(2)制备好的溶胶一定冷却到和HCl辅助液温度一致或比HCl辅助液温度略低。(3)用下加液法往电泳管中加溶胶时,乳胶管中无气泡,开始一定要慢,保证界面清晰。(4)电泳管的胶塞处通大气要畅通。

+

-

实验十二 粘度法测定高聚物的相对分子质量

1. 粘度计毛细管的粗细对实验结果有何影响?答:粘度计毛细管的过粗,液体流出时间就会过短,那么使用Poisuille公式时就无法近似,也就无法用时间的比值来代替粘度;如果毛细管过细,容易造成堵塞,导致实验失败。 2. 乌氏粘度计中的C管的作用是什么?能否去除C管改为双管粘度计使用?答乌氏粘度计中支管C起与大气平衡的作用。:C管的作用是形成气承悬液柱。不能去除C管改为双管粘度计,因为没有了C管,就成了连通器,不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样,这样在测定液体流出时间时就不能处在相同的条件之下,因而没有可比性。只有形成了气承悬液柱,使流出液体上下方均处在大气环境下,测定的数据才具有可比性,除去支管C也可以测定溶液的粘度,但

是没有C支管使毛细管下端和上端同时与大气相通,F管中溶液重力的影响会影响流出毛细管的时间,导致测定结果精度差。

3. 若把溶液吸到了乳胶管内对实验结果有何影响?

答:会使溶液浓度降低,导致测定的流出时间减小,从而使相对粘度测定值减小,影响实验结果。

4. 试列举影响准确测定的因素有哪些?答:影响准确测定的因素有温度、溶液浓度、搅拌速度、粘度计的垂直度等。 5. 粘度法测定高聚物的摩尔质量有何局限性?该法适用的高聚物摩尔质量范围是多少?答:粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种经验方程来计算分子量,适用于各种分子量的范围。局限性在于不同的分子量范围有不同的经验方程。6与奥氏粘度计相比,乌氏粘度计有何优点?本实验能否用奥氏粘度计?答:(1)乌氏粘度计比奥氏粘度计

增加了支管C,通过支管C使毛细管下端和上端同时与大气相通,溶液是在其本身重力作用下流出的,故测定数据更准确。(2)本实验也能用去掉C管的奥氏粘度计,只是测定精度不高。6为什么用[η]来求算高聚物的分子量?它和纯溶剂粘度有无区别? 答:(1)

K与α的数值可通过其它绝对方法确定,例如渗透压法、光散射法等,从粘度法只能测定得[η]。

(2)[η]主要反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用,纯溶剂粘度反映的是溶剂分子之间的内摩擦作用。 7分析ηSP /C-C及lnηr / C-C作图缺乏线性的原因?答:(1)温度波动,(2)记时有误差,(3)每次加入水之后未混合均

匀,使溶液的浓度不准,(4)G管溶液有泡沫,(5)测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间

实验十四 弱电解质电离常数的测定【思考题】

1. 为什么要测电导池常数?如何得到该常数?

答:测出电导池常数后,把待测溶液注入该电导池测出其电导值,再根据G=κA/l 求出其电导率,然后根据Λm=κ/C,α = Λm /Λm∞ Kc = cα2/(1-α)可求Kc。由于电极的l和A不易精确测量,因此实验中用一种已知电导率值的溶液,测出其电导,根据G=κA/l可求出电导池常数Kcell。将已知电导率的溶液装入电导池中测其电导值,即可求得电导池常数。

2. 测电导时为什么要恒温?实验中测电导池常数和溶液电导,温度是否要一致?答:因为电导与温度有关,所以测电导时要恒温,而且实验中测电导池常数和溶液电导温度是要一致。

3. 实验中为何用镀铂黑电极?使用时注意事项有哪些?

答:铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化,且增加电极的表面积,使测定电导时有较高灵敏度。 电导池不用时,应把两铂黑电极浸在蒸馏水中,以免干燥致使表面发生改变。

实验十三 溶液偏摩尔体积的测定

1. 使用比重瓶应注意哪些问题?

(1) 时应手持其颈部。

(2) 实验过程中毛细管里始终要充满液体,注意不得存留气泡。 2. 如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度?

对固体密度的测定也可用比重瓶法。其方法是首先称出空比重瓶的质量为W0,再向瓶内注入已知密度的液体(该液体不能溶解待测固体,但能润湿待测固体),盖上瓶塞。置于恒温槽中恒温10min,用滤纸小心吸去比重瓶塞上毛细管口溢出的液体,取出比重瓶擦干,称出重量为W1。倒去液体,吹干比重瓶,将待测固体放入瓶内,恒温后称得质量为W2。然后向瓶内注入一定量上述已知密度的液体。将瓶放在真空干燥内,用油泵抽气约3~5min,使吸附在固体表面的空气全部抽走,再往瓶中注入上述液体,并充满。将瓶放入恒温槽,然后称得质量为W3,则固体的密度可由式(5)计算: 3. 为提高溶液密度测量的精度,可作哪些改进?温度影响测量结果,因此尽可能在室温与所需恒定的温度相同条件下进行实验。



联系客服:cand57il.com