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1、一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤 五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理 八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题 七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论 1.通过萘的燃烧热的测定,掌握有关热 化学实验的一般知识和测量技术,了解 氧弹式量热计的原理、构造和使用方法。 2.了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别 及相关关系。 3.学会应用图解法校正温度的改变值。 1mol物质在标准压力下（101.325KPa）完 全燃烧时所放出的热量称为燃烧热。在恒容条 件下测得的燃烧热为恒容燃烧热（QV=内能变化 U），在恒压条件下测得的

2、燃烧热为恒压燃 烧热（QP=热焓变化H ），若把参加反应的气 体和反应生成的气体作为理想气体处理，则存 在下列关系式： QP= QV +nRT 式中： n-生成物和反应物气体的物质的量之差； R-摩尔气体常数，8.315J/Kmol； T-反应前后的绝对温度，K（取反应前后的平均值）。 所谓完全燃烧:是指该物 质中C变为CO2（气），H变为H2O （液），S变为SO2（气），N变为 N2（气），Cl变为HCl（水溶液） 金属如银等都成为游离状态。 本实验采用氧弹式量热计测 量物质的燃烧热。 氧弹式量热计测量燃烧热的 基本原理是：假设环境与量热体 系没有热量交换，样品完全燃烧 所放出的热量全部用

3、于量热体系 的温度改变，那么，如果测得温 度改变值和量热体系的水当 量（即量热体系温度升高时 所需的热量），就可以计算样品 的燃烧热。 根据能量守恒原理，用苯甲酸标定量 热体系的水当量（VC+C卡）或C卡： WQV+qb= (VC+C卡)T 式中：W苯甲酸的质量，g； QV苯甲酸的燃烧热，26465J/g； q引火丝的燃烧热，3.136J/cm； b引火丝的长度，cm； V量热容器中水的体积，ml； C水的比热，4.1868J/gK； 水的密度，g/ml； C卡除水以外的量热体系的热容，J/K； T校正后的温度变化值，K。 TCCVqbWQ V )( 卡 萘燃烧热QV的测定： 式中：M-为萘的

4、分子量，128.17g/mol； C卡-由苯甲酸标定求得； 其它符号同上。 TCCVqbQ M W V )( 卡 1.氧弹式量热计（附压片机）； 2.氧气钢瓶（附减压阀及氧气表）； 3.万用表； 4.引火丝（0.12mmCu-Ni丝，q=3.136J/cm）； 5.贝克曼温度计； 6.电子天平； 7.容量瓶（500ml、1000ml）； 8.苯甲酸（AR，烘干后置于干燥器内），萘（AR）； 9.等等。 1.1.量热计水当量量热计水当量C Cm m的测定的测定 样品压片和 装置氧弹 氧弹充 氧气 装置热 量计 点火燃烧和 升温的测量 整理设备，准 备下一步实验 2.2.测量萘的燃烧热测量萘的燃烧

5、热 称取0.6g左右的萘，用上述方法测定萘 的燃烧热。 1.样品压片和装置氧弹 （1）称取1g左右的苯甲酸（不得超过1.1g）； （2）量取14cm长的引火丝，中间用细铁丝绕几圈做成弹簧 形状，在天平上准确称量； （3）将引火丝放在模子的底板上，然后将模子底板装进模 子中，并倒入称好的苯甲酸样品； （4）将模子装在压片机上，下面填以托板，徐徐旋紧压片 的螺丝直到压紧样品为止（压得不能太紧也不能压得太要松， 为什么？）； （5）抽走模子底下的托板，再继续向下压，则样品和模子 一起脱落，然后在天平上准确称量（样品+引火丝）； （6）将样品上的引火丝两端固定在氧弹的两个电极上，引 火丝不能与坩埚相碰

6、（为什么？）； （7）向氧弹内加10ml蒸馏水，将氧弹盖盖好。（操作？） 2.氧弹充氧气 （1）用万用电表测量氧弹上两电极是否通路（两极电阻约 10），如不通应打开氧弹重装，如通路即可充氧。 （2）氧弹与氧气瓶连接： 旋紧氧弹上出气孔的螺丝； 将氧气表出气孔与氧弹进气孔用进气导管连通，此时氧 气表减压阀处关闭状态（逆时针旋松）； 打开氧气瓶总阀（钢瓶内压不小于3MPa），沿顺时针旋 紧减压阀至减压表压为2MPa，充气2min，然后逆时针旋松 螺杆停止充气； 旋开氧弹上进气导管，关掉氧气瓶总阀，旋紧减压阀放 气，再旋松减压阀复原。 3.装置热量计 （1）用万用电表再次测量氧弹两极是否通路，若电阻

7、在 10左右（如果没有，须放气重装），将氧弹放入量热计 内桶； （2）用容量瓶准确量取已被调好的低于外桶水温0.5- 1.0的蒸馏水2500ml，装入量热计内桶； （3）装好搅拌器，将点火装置的电极与氧弹的电极相连； （4）将已调好的贝克曼温度计插入桶内，盖好盖子，总 电源开关打开，开始搅拌； （5）振动点火开关开向振动，计时开始，每隔0.5min读 取贝克曼温度计 4.点火燃烧和升温的测量 （1）按振动点火开关开向振动，计时开始，每隔1min 读取贝克曼温度计温度一次，共读取十次； （2）按振动点火开关开向点火，点火指示灯亮后1s左 右又熄灭，而且量热计温度迅速上升，表示氧弹内样品 已燃烧。

8、可将振动点火开关开向振动，并每隔0.5min读 取贝克曼温度计温度一次； （3）至温度不再上升（缓慢）而开始下降时，再每隔 1min读取贝克曼温度计温度一次，共读取十次。 5.整理设备，准备下一步实验 （1）停止搅拌，关掉总电源开关； （2）取出氧弹，并打开放气阀放气； （3）观察燃烧情况，取出剩余的引火丝，并准确量取剩 余长度； （4）倒掉氧弹和量热计桶中的水，并擦干、吹干。 实验日期： ；室温： ；气压： KPa 1.量热体系C卡的测定 2.萘燃烧热QV的测定 1.量热体系C卡的测定 苯甲酸样品重 g；引火丝长度 cm； 引火丝剩余长度 cm；水的体积 ml； 水的温度 ；氧弹计外壳套筒温

9、度 。 时间(min)12345678910 贝克曼温度 计示值 2.萘燃烧热的测定 萘样品重 g；引火丝长度 cm； 引火丝剩余长度 cm；水的体积 ml； 水的温度 ；氧弹计外壳套筒温度 。 时间(min)12345678910 贝克曼温度 计示值 1.确定T1、T2 2.确定1 1、2 2 3.求C卡 4.求出萘的恒容燃烧热QV 5.求出萘的恒压燃烧热QP 6.与文献值比较 1.用雷诺图（温度时间曲线）法分别 校正苯甲酸和萘燃烧而使量热体系温度 改变的T1、T2。 b b点相当于开始燃烧点，点相当于开始燃烧点，c c为观为观 察到的最高点的温度读数，过察到的最高点的温度读数，过T T1

10、1 T T2 2 线段中点线段中点T T作水平线作水平线TGTG，于，于T-tT-t线线 相交于点相交于点G G，过点，过点G G作垂直线作垂直线ABAB，此，此 线与线与abab线和线和cdcd线的延长线交于线的延长线交于E E、F F 两点，则点两点，则点E E和点和点F F所表示的温度差所表示的温度差 即为欲求温度的升高值即为欲求温度的升高值TT。 即即T=TT=TE E-T-TF F 说明：说明： 2.根据水的温度，分别确定水的密度1 1、2 2 温度 101112131415 密度g/ml0.99970.99960.99950.99940.99930.9991 温度 16171819

11、2021 密度g/ml0.99900.99880.99860.99840.99820.9980 温度 222324252627 密度g/ml0.99780.99750.99730.99710.99680.9965 温度 282930313233 密度g/ml0.99620.99600.99570.99540.99500.9947 3.根据 求C卡 TCCVqbWQ V )( 卡 4.根据 求出萘的恒容燃烧热QV TCCVqbQ M W V )( 卡 5.根据 求出萘的恒压燃烧热QP 萘的燃烧反应式为： (T为氧弹计外壳套筒温度，n=-2n=-2) ) nRTQQ VP )(10)(4)(12)

12、( 222810 gCOlOHgOsHC 萘C10H8（s）的c cH H0 0m m （ （101.325KPa,298K)101.325KPa,298K) 文献值为文献值为-5153.9KJ/mol-5153.9KJ/mol 因因Q QP P=H=H，如温度差别不大，如温度差别不大（即（即298K298K）， 压力影响不大，可认为压力影响不大，可认为HHc cH H0 0m m 结果：实测值为QP= 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？ 1.样品按要求称取，不能过量。过量会产 生过多热量，温度升高会超过贝克曼温 度计的刻度； 2.样品压片时不能过重或过轻； 3.引火丝与样

13、品接触要良好，且不能与坩 锅等相碰； 4.调节贝克曼温度计时，要轻慢； 5.“点火”要果断。 1.首先确定贝克曼温度计在水中的显示值 是否在1.5左右，否则需要调整； 2.水银柱连接：将贝克曼温度计倒置，使 上下水银相连，调整至合适位置； 3.震断水银柱：然后正立贝克曼温度计， 震断水银柱； 4.把贝克曼温度计再放在水中，看它的显 示值是否在1.5左右，否则需进一步调 整，直至满足要求。 l点火指示灯亮后熄灭，温度迅速上 升，表明样品已燃； l点火指示灯亮后不熄，表示引火丝 没有烧断，应加大电流引燃； l点火指示灯不亮，加大电流也不亮， 温度不上升，则须打开检查或重装。 1.指出QP= QV

14、+nRT公式中各项的物理 意义。 2.在这个实验中，哪些是体系？哪些是 环境？实验过程中有无热损耗？这些损 耗对实验结果有何影响？ 3.实验测得的温度差为何要用雷诺作图 法校正？还有哪些误差影响测量的结果？ 一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤 五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理 八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题 七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论 1.明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯 液体饱和蒸气压与温度的关系。 2.掌握用静态法测定纯液体在不同温度 下饱和蒸气压的方法，并通过实验求出 所测温度范围的平

15、均摩尔汽化热。 3.熟悉和掌握真空泵和恒温槽的使用。 在一定的温度下，纯液体与其气相达 成平衡时蒸气的压力，称为该温度下液体 的饱和蒸气压。液体的饱和蒸气压与液体 的性质和温度等因素有关。纯液体的饱和 蒸气压是随温度而改变，当温度升高时， 蒸气压增大；温度降低时，则蒸气压减小。 当蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾。 我们把外压为101.325kPa的沸腾温度定义 为液体的正常沸点。 对于任何纯物质的气液两相平衡 体系，体系的温度与饱和蒸气压 的关系符合克拉贝龙方程式 （Clapeyron equation)，即 式中： vap vapH H为该液体的蒸发热； 为该液体的蒸发热； vap va

16、pV V为（ 为（V Vg g-V-Vl l）即液相转化为气相的体积差；）即液相转化为气相的体积差； VT H dT dP vap mvap 因为Vg大大于Vl，所以，Vl可 忽略不计。 并假设蒸气为理想气体，且当 n=1mol时，那么 )( P nRT T H TV H VT H dT dP vap g vap vap vap 式中：P-液体饱和蒸气压，Pa； T-温度，K； R-气体常数，8.315J/Kmol； vap vapH Hm m -摩尔蒸发热， 摩尔蒸发热，J/mol C RT H P RT H dT Pd mvap mvap ln ln 2 作 关系直线, 其斜率k为 截距为

17、 平均摩尔蒸发热摩尔蒸发热vap vapH Hm m 即可求得。 即可求得。 当当P=101.324kPaP=101.324kPa、k k、C C代入上式，代入上式， 即求得正常沸点温度即求得正常沸点温度T T。 T P 1 ln R H mvap C 1.动态法： 常用的有饱和气流法，即通过一定体积的 已被待测溶液所饱和的气流，用某物质完全吸 收。然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸气 的分压力。 2.静态法： 把待测物质放在一个封闭体系中，在不同 的温度下，直接测量蒸气压或在不同外压下测 定流体的沸点。 本实验采用静态法。 1.2XZ型旋片式真空泵； 2.HLP03A型低真空计（含压力传感器

18、）； 3.磁力加热搅拌器； 4.7403型电子继电器； 5.接触温度计、玻璃温度计； 6.平衡管、缓冲瓶； 7.秒表； 8.苯（AR）； 9.等等。 熟悉实验 装置及抽 气流程 检查平衡管 中苯的量是 否符合要求 打开平 衡管的 冷凝水 检查系 统是否 漏气 确定温度 恒温后开 始抽气 放气平 衡读取 数据 温度调高2-3 重复5-6步，测 8-10点数据 1.熟悉实验装置及抽气流程 2.检查平衡管中苯的量是否符合要求 （1）平衡管A球中苯液面高于2/3，U形管中苯 液面有1/2高，即能满足实验要求。 （2）不满足上述要求，即需重新补加苯的量， 至满足要求为止。 （3）如果平衡管中有异物或有颜

19、色（苯为无 色），需倒出原液体，用苯清洗平衡管，然后 装苯至满足要求为止。 3.打开平衡管的冷凝水 实验前先打开平衡管的冷凝水，流量适 量即可。（为什么实验前要先打开平衡管的（为什么实验前要先打开平衡管的 冷凝水？）冷凝水？） 4.检查系统是否漏气 （1）首先熟悉抽气系统及活塞3（起始处关闭状 态）的操作； （2）启动真空泵，缓慢调节活塞3（以形管中 的气泡速度适中为准）抽气至60KPa左右，之后 关闭活塞3； （3）打开秒表，5min后，观测前后压力变化是 否超过100Pa，如果没有即可进入实验阶段，如 果超过即检查各接口，然后重新抽气检查。 5.确定温度，恒温后开始抽气 （1）调节接触温度

20、计，确定起始温度（比水温 高1-2即可），同时启动磁力搅拌器； （2）恒温后，启动真空泵，调节活塞3 ，保持 形管中的气泡速度适中即可（为什么？）； （3）气泡速度过快，却调节活塞3 ，缓慢放点 空气抑制气泡速度过快（为什么？） ； （4）连续抽气20min后，却调节活塞3 ，缓慢 放点空气，使形管中的苯左右平衡，即记下 压力和温度； 6.放气平衡读取数据 连续抽气20min后，却可调节活塞3，缓 慢放点空气，使形管中的苯左右平衡，同 时记下压力和温度； 7.调温，重复5-6步实验 （1）调节接触温度计，温度调高2-3，加 热至恒温（加热过程中，为什么不能同时抽（加热过程中，为什么不能同时抽

21、气？）气？）； （2）重复5-6步，测8-10点数据； （3）实验结束，先关闭真空泵，调节活塞3 缓慢放气，至常压后再关闭其它开关。 实验日期： ；室温： ；气压： Pa 温度 t() 气压 P(kPa) 1.计算lnP、T-1，P单位为Pa, T=273.15+t, lnP取至小数点后第三 位，T-1取四位有效数字（附表）。 2.作lnP-T-1关系直线图，计算直线斜 率k（附图）； 3.计算苯的平均摩尔蒸发热摩尔蒸发热vap vapH Hm m； ； 4.确定直线截距C； 5.计算标准压力下苯的正常沸点Tb。 T(K) T-1 lnP P单位为Pa， T=273.15+t 21 21 xx

22、 yy k 斜率 x1 x20 y1 y2 A B T-1(1/K) lnP(Pa) R H k mvap kRH mvap RT H PC C RT H P mvap mvap ln ln 取任意一点（lnP和T-1），代入上式即求出C值。 取标准压力（P=101.325KPa）代入下式， 即可求出苯的正常沸点Tb值。 C RT H P mvap ln 苯在标准压力下， 正常沸点Tb=80.10 平均摩尔蒸发热平均摩尔蒸发热vap vapH Hm m =30.765KJ/mol =30.765KJ/mol 要求要求: : logp logpT-1线性关系的相关系效线性关系的相关系效r r0.

23、9990.999。 在实验温度范围内得出平均摩尔蒸发热和在实验温度范围内得出平均摩尔蒸发热和 正常沸点与文献值对照，其相对误差应在正常沸点与文献值对照，其相对误差应在 2 2以内。以内。 结果：实测值为T Tb b= = vap vapH Hm m= = 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？ 1.检查球形、形管中苯的量是否符合要 求； 2.检查系统是否漏气：抽至压力小于60kPa 以下； 3.利用3阀控制形管中气泡上升的速度； 4.加热时，请不要抽气； 5.实验结束后，向平衡管通入大气时的速 度也要缓慢。 1.静态法测蒸气压的原理是什么？ 2.能否在加热情况下检查是否漏气？

24、3.如何判断等压计中试样球与等压计间空气已全 部排出？如未排尽空气，对实验有何影响？ 4.实验时抽气和漏入空气的速度应如何控制？为 什么？ 5.升温时如液体急剧汽化，应作何处理？ 6.每次测定前是否需要重新抽气？ 7.等压计的形管内所贮液体起到何作用？ 一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤 五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理 八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题 七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论 1.学习测定三价铁与铁钛试剂形 成的配合物组成和稳定常数的方 法。 2.掌握测量原理和分光光度计的 操作使用方法

25、。 本实验通过分光光度法测定硫酸铁 铵FeNH4(SO4)212H2O中的Fe3+与铁钛试 剂C6H2(OH)2(SO3Na)2H2O形成络合物的 组成n和络合物稳定常数K。 Fe3+(以下用M表示)与配位体铁钛试 剂(以下用L表示)在不同pH的溶液中形 成不同配位数、不同颜色的络合物。在 用缓冲溶液(醋酸-醋酸铵)保持溶液pH 不变的条件下，可用等摩尔递变法测定 络合物组成n和络合物稳定常数K。 等摩尔递变法的原理： 在保持总摩尔数不变的前提下， 依次逐渐改变体系中Fe3+与铁钛试 剂两个组分的摩尔分数的比值，并 测定它们的物理化学参数，来研究 两组分混合时是否发生化合、络合、 缔合等作用，

26、以及发生这些作用时 两组分的化学比。 本实验用硫酸铁铵和铁钛试剂摩 尔分数比为3.3/6.7的络合物，在723 分光光度计上寻找最大吸收峰所对应 的波长。在此波长下，硫酸铁铵、铁 钛试剂和缓冲溶液的吸收很小。 根据朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律： 消光值D=lC 其中：-吸光系数； l-比色皿光径长度； C-络合物浓度。 在其他条件固 定不变的情况下， 消光值D与络合物 浓度C成正比，作 D与摩尔分数比y 的直角坐标，该曲 线极大值所对应的 摩尔分数比就是络 合物的化学比，即 络合物的组成n。 D 0 yFe3+ 1 3 3 1 Fe Fe y y n yFe3+ 当溶液中金属离子

27、M和配位体L 形成络合物MLn时，其反应平衡式可 写成： 设开始时M和L的浓度分别为a、b， 而平衡时络合物浓度为x，则络合稳 定常数K，即： n nxbxa x K )( n MLnLM D 0 y1 y2 1 lmoly ml mlylmol a/105 100 10/005. 0 1 4 1 1 lmoly ml mlylmol b/)1 (105 . 2 100 )1 ( 5/005. 0 2 4 2 2 lmoly ml mlylmol b/)1 (105 100 )1 (10/005. 0 1 4 1 1 lmoly ml mlylmol a/105 . 2 100 5/005.

28、0 2 4 2 2 yFe3+ 因为因为 nn nxbxa x nxbxa x K )()( 2211 即即 nn nxbxanxbxa)()( 2211 nn nn nxbnxb nxbanxba x )()( )()( 12 1122 分析： 开始 a b 0 平衡 (a-x) (b-nx) x x00、(a-x)00、 (b-nx)00 即0 xaxa，且，且 0 xb/nxb/n a a为为a a1 1、a a2 2中较小者，中较小者，b b为为b b1 1、b b2 2中较小者，中较小者， 然后然后a a与与b/nb/n再进行比较哪个较小，即可确定再进行比较哪个较小，即可确定x x

29、的合理范围，在该范围内取一的合理范围，在该范围内取一x x0 0进行迭代求进行迭代求x x。 n MLnLM 1. 723型可见分光光度计； 2.硫酸铁铵（AR）、铁钛试剂（AR）； 3. H2SO4溶液； 4.醋酸醋酸铵缓冲溶液； 5.移液管、容量瓶；等等。 预热预热723分分 光光度计光光度计 配制硫酸铁配制硫酸铁 铵铁钛试剂铵铁钛试剂 配制具体配制具体 待测溶液待测溶液 分光光度分光光度 计调零计调零 用用12号溶液寻号溶液寻 找最大波长找最大波长 设定设定 波长波长 测定溶液测定溶液 的消光值的消光值 分光光度计通过自测后， 在绘图仪上打出开工信号： “723 SPECTROPHO T

30、OMETER” 预热30分钟后可开始测试。 准确配制： 0.005M硫酸铁铵溶液250ml， 硫酸铁铵应称取多少？ 0.005M铁钛试剂溶液250ml， 铁钛试剂应称取多少？ 溶液编号溶液编号 12345678910111213 硫酸铁铵硫酸铁铵mlml数数 0123456789103.30 铁钛试剂铁钛试剂mlml数数 1098765432106.70 缓冲溶液缓冲溶液mlml数数 25252525252525252525252525 溶液编号溶液编号 1234567891011 硫酸铁铵硫酸铁铵mlml数数 00.511.522.533.544.55 铁钛试剂铁钛试剂mlml数数 54.5

31、43.532.521.510.50 缓冲溶液缓冲溶液mlml数数 2525252525252525252525 取2只比色皿，装入蒸馏水， 分别放置于R、S1，待数显稳定 后，按 键，自动调零。 ASB.O 100%T 把S1比色皿中的蒸馏水倒掉，装 入12号溶液，进行全波长扫描。其操 作步骤如下： /GOT O 330ENTERMODE 1START/STOP 用直尺量出扫描光谱图上最大吸收峰所 对应的波长，并按以下操作： 最后，设定波长： FUNC2、2ENTER波长波长 2FUNCENTERENTER ENTER /GOT O 波长波长ENTER 四个比色皿装入蒸馏水，放置于R， 待数显

32、稳定后，按 键，自动调零。 保留R比色皿，另三个比色皿分别放置于 S1S2，待数显稳定后，按 键，自 动调零。S1S2比色皿蒸馏水倒掉，依次 装入被测溶液，在 方式下，每按一 次 键输出并打印一次数据。 如不在 方式时，按 进入 方式即可。 ASB.O 100%T ASB.O 100%T DATA START/STOP DATAMODE2ENTER DATA 实验日期： ；室温： ；气压： KPa 撕下723分光光度计上所打印的 数据，并标好所测溶液组数、溶液 编号。 1.对所测消光值进行校正(附图)； 2.校正后的消光值(附表)； 3.作消光值DyFe3+关系图； 4.确定络合物组成n； 5

33、.计算络合物稳定常数K； 6.文献值。 在消光值在消光值D D0 0-y-yFe3+ Fe3+直 直 角坐标上，分别描出所角坐标上，分别描出所 测两组消光值中测两组消光值中y yFe3+ Fe3+为 为 0 0和和1 1时的点，以及最大时的点，以及最大 消光值所对应的消光值所对应的y yFe3+ Fe3+上， 上， 用缓冲溶液用缓冲溶液(13(13号号) )样品样品 所测的消光值代替，然所测的消光值代替，然 后分别连结三点成一折后分别连结三点成一折 线。即可求出消光值的线。即可求出消光值的 校正值校正值D D0 0。 D0 0 y1 y2 1 yFe3+ yFe3+ 00.1 0.2 0.3

34、0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91 校正前D/ 校正D0 校正后D D 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 yFe3+ y1 y2 yFe3+(2) yFe3+(1) 第一组络合物组成n1 第一组络合物组成n2 络合物平均组成n )1( 3 )1( 3 1 1 Fe Fe y y n )2( 3 )2( 3 1 2 Fe Fe y y n 2 21 nn n 利用迭代法，先求出x，最后确定络 合物稳定常数K。 nn nxbxa x nxbxa x K )()( 2211 nn nn nxbnxb nxbanxba x )()( )()(

35、 12 1122 硫酸铁铵中的Fe3+与铁钛试剂形 成的络合物。 其络合物组成n为： 络合物稳定常数K为：1.585*1012 即lgK=12.2 结果：实测值为n= K= 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？ 1.样品称取要准确； 2.分光光度计的操作应严格按要求进行； 3.测量过程中，取比色皿时应拿毛面， 每个比色皿每次都要固定槽位放置； 4.取点、作图要规范，避免求x时产生迭 代发散现象； 1.1.为什么要控制溶液的为什么要控制溶液的pHpH？ 2.2.为什么要在为什么要在max max下，测定络合物的消光 下，测定络合物的消光 值值D D？ 3.3.为什么所测的消光值

36、为什么所测的消光值D D要进行校正？如何要进行校正？如何 校正？校正？ 4.4.若络合物的若络合物的n n不等不等1 1时，络合物稳定常数时，络合物稳定常数K K 的计算公式应如何推导？的计算公式应如何推导？ 一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤 五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理 八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题 七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论 1.掌握用沸点仪测定和绘制二元组分气 液平衡相图的方法。 2.掌握用阿贝折射仪测定系统液相与气 相折射率的方法，了解液体折射率的测 量原理及方法。 3.通过

37、对实验现象的分析，加深对相图 的认识和分馏原理的理解。 气-液平衡相图：所谓相图，就是表 达多相体系的状态如何随着温度、压力、 浓度等强度性质而变化的几何图形。 两种液态物质混合而成的二元组分系 统称为双液系。两液体若能按任意比例互 相解溶，称完全互溶双液系；若只能在一 定比例范围内互相溶解，则称部分互溶双 液系。 本实验苯-乙醇混合物属于 完全互溶体系，在恒压下，其气液 平衡体系的自由度f=1。 分析： 相律公式f=c-+2 式中 ：f-表示体系的自由度； c-表示体系独立组份数（苯、乙醇）； -表示体系相数（气相、液相）； 2-表示温度和压力两变量。 说明： 在恒压条件下，体系平衡 时，如

38、果指定了沸点，则气液 两相的组成也就确定了，反之， 如果气液两相组成确定，则溶 液的沸点也就确定了。 液体的沸点是指液体的蒸气压和外 压相等时的温度。在一定外压下，纯物 质液体的沸点有确定的值。但对于双液 系，沸点不仅与外压有关，而且还与双 液系的组成有关，即和双液系中两种液 体的相对含量的关。通常将双液系的沸 点对其气相、液相的组成作图，即得二 元组分气液平衡相图，它表示溶液在各 个沸点时的液相组成和与之成平衡的气 相组成的关系。 在恒压下，二元组分完全互溶双液 系的沸点-组成关系有下列三种类型： 理想的双液系，其溶液沸点介于两纯 物质沸点之间，如苯和甲苯； 各组分对拉乌尔定律发生正偏差，其

39、 溶液有最低沸点，如苯和乙醇； 各组分对拉乌尔定律发生负偏差，其 溶液有最高沸点，如丙酮和氯仿。 T/K A XB B 气相 液相 （气+液）相 二元组分体系气液平衡相图二元组分体系气液平衡相图 T/K A XB B 气相 液相 （g+l）相 二元组分体系气液平衡相图二元组分体系气液平衡相图 （g+l）相 T/K A XB B 气相 液相 （g+l）相 二元组分体系气液平衡相图二元组分体系气液平衡相图 （g+l）相 1. 沸点仪； 2. 阿贝折射仪； 3. 福丁式气压计； 4. 超级恒温器、调压变压器； 5. 接触温度计、玻璃温度计； 6. 移液管、取样管； 7. 乙醇（AR）； 8. 苯（A

40、R）； 9. 等等。 冷凝水 环境温度计体系温度计 加料口和液相取样口冷凝液取样口 冷凝液 电热丝（25V） 1.反射镱 2.转轴 3.遮光扳 4.温度计 5.进光棱镱座 6.色散调节手轮 7.色散值刻度 圈 8.目镱 9.盖扳 10.锁紧手轮 11.折射棱镱座 12.刻度盘聚光镱 13.温度计座 14. 底座 15.折射率刻度调节手轮 16.偏差调节螺钉 17.壳体 18.恒温接头 游标尺 刻度标尺 水银（面） 调节游标尺螺丝 温度计 象牙针 水银 液面调整螺丝 开启超级开启超级 恒温器、恒温器、 调节调节接点接点 温度计温度计 观察沸点观察沸点 仪是否干仪是否干 燥、清洁燥、清洁 加入苯或

41、加入苯或 乙醇或其乙醇或其 及混合物及混合物 调节变压调节变压 器加热至器加热至 溶液沸腾溶液沸腾 温度稳定温度稳定 冷却冷却10分分 钟后取气钟后取气 液相分析液相分析 用阿贝折射用阿贝折射 仪分别测气仪分别测气 液相折射率液相折射率 查折射率查折射率-组组 成标准曲线，成标准曲线， 获得气液组成获得气液组成 实验日期： ；室温： ；气压： KPa 混合体积组成混合体积组成 沸点沸点 气相冷液分析气相冷液分析液相分析液相分析 苯苯(ml)(ml) 乙醇乙醇 (ml)(ml) 体系体系 温度温度t t0 0 环境环境 温度温度t ts s 外露外露 温度温度n n 校正校正 温度温度t t 折

42、射折射 率率 苯百分苯百分 组成组成% % 折射折射 率率 苯百分苯百分 组成组成% % 30.00 0.00 0.75 0.75 1.50 3.00 7.50 7.50 0.00 30.00 1.50 3.00 7.50 1.对沸点温度进行校正； 2.对大气压值进行校正； 3.绘制苯和乙醇混合物气液平衡时的 相图； 4.确定苯的沸点、乙醇的沸点、最低恒沸 点及恒沸混合物的组成； 5.对苯的沸点、乙醇的沸点、最低恒沸点 进行校正； 6.文献值。 温度计有温度计有“全浸式全浸式”和和“局浸式局浸式”两种，两种， “全浸式全浸式”温度计是水银柱全浸于被测系统时温度计是水银柱全浸于被测系统时 设定温

43、度刻度的；设定温度刻度的；“局浸式局浸式”温度计是水银球温度计是水银球 插入被测系统内，而部分水银柱露在系统之外插入被测系统内，而部分水银柱露在系统之外 时设定温度刻度的。时设定温度刻度的。实验室一般都采用实验室一般都采用“全浸全浸 式式”温度计，所以温度测量值必须进行校正温度计，所以温度测量值必须进行校正。 )t -Kn(ttt s00 校正公式校正公式 式中：t被测体系的正确温度； to-系统测量温度； ts-环境温度； n-水银柱露出被测体系外部分的度数； 水银相对于玻璃的膨胀系数，为0.00016/。 因为大气压计的刻度是以、纬度450、 海拔0为标准的。 温度校正： 纬度校正： 海拔

44、高度校正： t tt PP 1 1 。PCt为读取的大气压值为室内温度，,0000184. 00001818. 0 0 )2cos00265.0( 2 PP 。，计泉州的纬度以为纬度 0 25 校正后：校正后： 321 PPPPP 校正 PhP000000196. 0 3 。m，h计泉州的海拔高度以为海拔高度? T/K 气相 液相 （g+l）相 （g+l）相 苯沸点温度 乙醇沸点温度 最低恒沸点温度 0 100%最低恒沸组成（乙醇百分组成） 注:气相点用+表示，液相点用表示，以区别。 根据 对实验所测得的 苯的沸点、乙醇的沸点、最低恒沸 点进行校正。 T R P P T 88 0 。，Tmol

45、KJ，RPPPmBP为所测得的沸点， 校正 11 0 0 3144. 825.1013 标准压力下，苯的沸点 乙醇的沸点 最低恒沸点 恒沸点恒沸点标准恒沸点 乙醇乙醇标准乙醇 苯苯标准苯 TTT TTT TTT )( )( )( 在标准压力下， 苯的正常沸点T苯=80.1 乙醇的正常沸点乙醇的正常沸点T T乙醇=78.4=78.4 苯苯- -乙醇的最低恒沸点乙醇的最低恒沸点T T恒 恒=68.3 =68.3 苯苯- -乙醇的最低恒沸混合物组成，苯为乙醇的最低恒沸混合物组成，苯为55.2mol%55.2mol%。 结果：实测值为T苯= T乙= T恒= 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建

46、议与想法？ 1.检查沸点仪内是否干燥、清洁，是 否有异物； 2.沸点仪在没有加入被测溶液时，不 得调压加热； 3.测定折射率时，速度在快；气相冷 凝液尽量吸干； 4.实验结束后，废液必须倒入专用的 回收瓶中，并用电吹风吹干沸点仪。 1.在测定中，溶液过热或分馏不彻 底将使得到的相图图形发生什么 变化？ 2.每次加入沸点仪中的苯或乙醇是 否应严格按记录表规定的精确值 来进行？ 3.如何判定气-液相已达平衡状态？ 冷凝管下的小球的大小对实验结 果有无影响？ 4.测定纯苯和乙醇的沸点时，为什 么要求沸点仪必须是干燥的？ 5.平衡时，气液两相温度是否一样？ 如何防止温度差异？ 6.实验测得的沸点与标准

47、大气压的 沸点是否一致？ 7.本实验所用的沸点仪尚有哪些缺 点？如何改进？ 一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤 五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理 八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题 七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论 用热分析法测绘Pb-Sn二元金属相图， 并掌握应用步冷曲线数据绘制二元体系 相图的基本方法； 了解步冷曲线及相图中各曲线所代表 的物理意义； 学习并掌握热电偶的使用及校正和自 动平衡记录仪的使用方法。 相是指体系内部物理性质和化 学性质完全均匀的一部分。 相平衡是指多相体系中组分在 各相中

48、的量不随时间而改变。 研究多相体系的状态如何随组 成、温度、压力等变量的改变而发 生变化，并用图形来表示体系状态 的变化，这种图就叫相图。 本实验采用热分析法绘制相图，其 基本原理：先将体系加热至熔融成一均 匀液相，然后让体系缓慢冷却，体系 内不发生相变，则温度-时间曲线均匀 改变；体系内发生相变，则温度-时 间曲线上会出现转折点或水平段。根据 各样品的温度-时间曲线上的转折点或 水平段，就可绘制相图。 表示温度随时间的变化 率发生了变化。 表示在水平段内，温度 不随时间而变化。 温度 温度 a b A B b/ a/ c/ A B L L+A(s)L+B(s) A(s)+B(s) O 时间

49、(a)步冷曲线(b)二元组分凝聚系统相图 0(A) B% 100(B) 纯物质的步冷曲线如、所 示，如从高温冷却，开始降温很 快，ab线的斜率决定于体系的散热 程度，冷到的熔点时，固体开 始析出，体系出现两相平衡（液相 和固相），此时温度维持不变， 步冷曲线出现水平段，直到其中液 相全部消失，温度才下降。 混合物步冷曲线如、所示，如 起始温度下降很快(如a/b/段)，冷却到b/ 点时，开始有固体析出，这时体系呈两 相，因为液相的成分不断改变，所以其平 衡温度也不断改变。由于凝固热的不断放 出，其温度下降较慢，曲线的斜率较小 (b/c/段)。到了低共熔点c/后，体系出现 三相平衡L=A(s)+B

50、(s)，温度不再改变， 步冷曲线又出现水平段，直到液相完全凝 固后，温度又开始下降。 曲线表示其组成恰为最低共 熔混合物的步冷曲线，其形状与纯 物质相似，但它的水平段是三相平 衡。 即 L=A(s)+B(s) 相图由一个单相区和三个两相区组成： 即 溶液相区；溶液相区； 纯纯A(s)A(s)和溶液共存的两相区；和溶液共存的两相区； 纯纯B(s)B(s)和溶液共存的两相区；和溶液共存的两相区； 纯纯A(s)A(s)和纯和纯B(s)B(s)共存的两相区；共存的两相区； 水平线段表示：A(s)、B(s)和溶液共 存的三相线；水平线段以下表示纯A(s)和 纯B(s)共存的两相区；O为低共熔点。 1.