物理化学实验思考题

会使压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的静压力。为减少静压力，应尽可能减少毛细管的插入深度，使之接近0，否则批Δp=p空气-p系统=pgΔh中，，则Δp偏小，使Δh偏小。因此，在测量纯水中，K=表面张力/Δh，则仪器常数偏大，使正丁醇溶液的表面张力比理论值偏大。 2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响? 答：用最大气泡法测定溶液表面张力时，要从与液面相切得毛细管口鼓出空气泡，需要高于外部大气压的附加压力。根据表面张力的计算公式： 要测定溶液表面张力，就要知道最大压力差。所以在做最大气泡法测定溶液表面张力实验时，要读最大压力差。

如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有影响。它会无法准确的读出最大压力差，从而影响实验结果的准确性。

实验六 原电池电动势的测定

1. 对消法测电动势的基本原理是什么? 为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?

答：对消法就是用一个与原电池反向的外加电压，于电池电压相抗，使的回路中的电流趋近于零，只有这样才能使得测出来的电压为电动势。电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压，因而必须想办法使回路中电流为零。伏特表测定电池电动势的时候，回路中的电流不为零，测出的电池两端的电压比实际的电动势要小，因此用伏特表不能准确测定电池电动势。

2. 参比电极应具备什么条件？它有什么功用? 盐桥有什么作用? 应选择什么样的电解质作盐桥?

答：参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极，它在测量中可作标准电极使用，在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。

盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。作盐桥的电解质，应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等，而且浓度要高。 3. 电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。为此，应注意些什么?

答：应注意电池回路接通之前，应该让电池稳定一段时间，让离子交换达到一个相对的平衡状态；还应该在接通回路之前先估算电池电动势，然后将电位差计旋钮设定未电池电动势的估算值，避免测量时回路中有较大电流。 4. 对照理论值和实验测得值，分析误差产生的原因。

答：原电池电动势测定结果的误差来源有很多：标准电池工作时间过长，长时间有电流通过，标准电动势偏离；盐桥受污染；饱和甘汞电极电势不稳定；未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有的大体位置，使待测电池中有电流通过等等。

5. 在精确的实验中，需要在原电池中通入氮气，它的作用是什么？ 答：为了除去溶液中的氧气，以避免氧气参与电极反应，腐蚀电极等。

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. 表面张力测定为什么必须恒温？温度变化时对表面张力有何影响？为什么？ 答：需要恒温，因为表面张力的大小受温度的影响。温度越高，液体表面张力越小。

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：如果将毛细管末端插入到溶液内部，毛细管内会有一段水柱，产生压力P’，则测定管中的压力Pr会变小，△pmax会变大，测量结果偏大。 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。 6.本实验为什么选用酒精压力计,而不用水银压力计？ 答：本实验所测压差较小，若以水银压差计，误差很大。 7.毛细管太大或太小对实验有何影响？

答：如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯(Laplace)公式，此时能承受的压力差为最大：△pmax = p0 - pr = 2σ/γ。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。

8.为什么要求从毛细管中逸出的气泡必须均匀而间断？如何控制出泡速度？若出泡速度太快对表面张力测定值有何影响？

答：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，适当调节抽气瓶活塞改变抽气速度来控制出泡速度，若出泡速度太快，气泡还未形成就已破裂，压力还没上去，所读压差必然偏小。 9.表面张力与哪些因素有关？

答：液体表面张力的大小与溶于溶剂中的溶质的性质、溶液的浓度及溶液的温度等有关。

10. 本实验为何要测定仪器常数？仪器常数与温度有关系吗？

答：因为用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力为γ1，γ2，压力计测得压力差分别为 △P1，△P2，则 γ1/γ2=△P1/△P2 ， 若其中一液体γ1已知，则γ2=K×△P2其中K=γ1/△P1，试验中测得水的表面张力γ1，就能求出系列正丁醇的表面张力。

最大气泡法测定乙醇溶液的表面张力 实验注意事项:

1.分液漏斗中,水的流速每次均应保持一致,以每分钟25——30滴为好,尽可能使气泡分开逸出,其速度约为每分钟20个左右。

2.用滴管调节液量,使毛细管口与液面相切,(从液面上下两个方向均看不到管口)。

3.测量表面张力和折射率值的温度必须一致。

4.阿贝折射仪不要被日光直接照射或靠近热的光源太近,以免影响测定温度,并且要对折射仪进行校正。

5.不能将滴管或其它硬物碰到折射仪镜面,腐蚀性液体不得使用折射仪,并且每次滴加样品前,均应洗净镜面干燥之,擦洗时只能用柔软的镜头纸吸干液体,而不能用力擦,防止将毛玻璃面擦光。

6以表面张力对W%作图，图纸15×20㎝，从W%=0开始连成高标准平滑曲线，然后均匀取8——10个组成点作切线（不一定是原实验浓度）计算表面吸附量。 7.以表面吸附量对W%作图,图纸10×10㎝。

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：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。 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。

1.为何本实验要在恒温条件下进行，而且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前还要预先恒温？ 答：因反应速度与温度有关，温度每升高10℃，反应速度约增加2~4倍，同时电导率也与温度有关，所以实验过程中须恒温。且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前要预先恒温，以保证反应在实验温度下进行。

2.如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液的起始浓度不相等，试问应怎样计算？ 答：要按k2.303b(ax)， logt(ab)a(bx)式中x(0t)a（a为两溶液中浓度较低的一个溶液浓度）

0以t～t作图，可得到0和的值，解出不同t时的x值，然后，就可求出k。 3.如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液为浓溶液，能否用此法求k值？为什么？ 答：不能。因为只有对稀溶液，强电解质的电导率与其浓度成正比，才会推倒得到

t～

0tt作图为一直线，进而求得k值。

6、可以。CH3COOC2H5＋OH－=CH3COO－＋C2H5OH，反应速率方程为：v=dx/dt=k(a-x)(b-x)，当起始浓度相同（a=b），对该式积分简化得：k=x/ta(a-x)。设t时刻溶液的pH值为ε（t），则此时溶液OH-的浓度为ct（OH-）=10（pH-14），即a-x=10（pH-14），ka=[a-10（pH-14）]/[t·10（pH-14）]，用a-10（pH-14）对[t·10（pH-14）作图，可得一条直线，该直线的斜率m=ka，即k=m/a。

2、因为乙酸乙酯的皂化反应是二级反应，为了简化计算，采用反应物起始浓度相同。如果不同，则k=1/t(a-b)·ln[b(a-x)/a(b-x)]。选择不同浓度的CH3COOC2H5和NaOH溶液，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。