第       次课      4    学时

实验1 恒温槽调节及液体粘度的测定

一、实验目的

1.了解恒温槽的构造、控温原理，掌握恒温槽的调节和使用。

2.掌握一种测量粘度的方法。

二、实验原理

1. 恒温槽

    许多化学实验中的待测数据如粘度、蒸气压、电导率、反应速率常数等都与温度密切相关，这就要求实验在恒定温度下进行，常用的恒温槽有玻璃恒温水浴和超级水浴两种，其基本结构相同，主要由槽体、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器组成，如图1所示。

    恒温槽恒温原理是由感温元件将温度转化为电信号输送给温度控制器，再由控制器发出指令，让加热器工作或停止工作。

    水银定温计是温度的触感器，是决定恒温程度的关键元件，它与水银温度计的不同之处是毛细管中悬有一根可上下移动的金属丝，从水银球也引出一根金属丝，两根金属丝温度控制器相联接。调节温度时，先松开固定螺丝，再转动调节帽，使指示铁上端与辅助温度标尺相切的温度示值较欲控温度低1～2℃。当加热到下部的水银柱与铂丝接触时，定温计导线成通路，给出停止加热的信号（可从指示灯辨出），此时观察水浴槽中的精密温度计，根据其与欲控温度的差值大小进一步调节铂丝的位置。如此反复调节，直至指定温度为止。

恒温槽恒温的精确度可用其灵敏度衡量，灵敏度是指水浴温度随时间变化曲线的振幅大小。即  灵敏度 =

灵敏度与水银定温计、电子继电器的灵敏度以及加热器的功率、搅拌器的效率、各元件的布局等因素有关。搅拌效率越高，温度越容易达到均匀，恒温效果越好。加热器功率大，则到指定温度停止加热后释放余热也大。一个好的恒温槽应具有以下条件：①定温灵敏度高；②搅拌强烈而均匀；③加热器导热良好且功率适当。各元件的布局原则：加热器、搅拌器和定温计的位置应接近，使被加热的液体能立即搅拌均匀，并流经定温计及时进行温度控制。

2. 粘度测定

粘度是度量流体粘性大小的物理量，是物质重要性质之一。它是由于液体分子间相互作用力的存在，使流体内部各液层的流速不同，各液层相对运动产生内摩擦（或称粘滞力）造成的。液体粘度的大小与其分子间相互作用力以及分子结构（分子大小、形状）等有关。

某一温度下液体流经毛细管时，其粘度可由波华须尔公式计算：。可看出，与毛细管半径r的四次方成正比，的测量精度对的影响很大，因此我们一般不通过直接测量式中的各物理量来计算η，而是测定它对基准液体的相对粘度，由基准液体的绝对粘度便可计算出被测液体的绝对粘度η。其原理是：在同一温度下，相同体积的两种液体（“1”为被测液体，“2”为基准液体）在本身重力作用下，分别流经同一乌氏粘度计的毛细管时，有

   =  =

即：液体粘度比只与两液体的密度及流经毛细管的时间有关。测出两液体的流经时间，查出两液体的密度及基准液体的粘度，就可计算出待测液体的粘度。

三、实验步骤

1. 恒温调节

    ⑴ 玻璃缸内放入蒸馏水，使蒸馏水液面高出被恒温部分2～3厘米；

    ⑵ 旋动水银定温计上端调节帽，使指示铁上端对应温度示值较欲控温度低1～2℃；

⑶ 接通电源，开始加热并启动搅拌；

⑷ 注意观察水银温度计，当加热器停止加热时，若水浴尚未达到实验温度，需再次微量上调定温计，使水浴槽缓慢升温到预定温度；

⑸ 水浴达到预定温度后，恒温5～10分钟，待水槽各处温度均匀后开始实验。

2. 灵敏度测定

⑴ 调节恒温槽温度为40℃，将加热开关设为强档加热；

⑵ 打开数字贝克曼温度计电源，调节显示窗口为温差示数；

⑶ 待温度恒定后，开动秒表，记录时间和贝克曼温度计读数，每半分钟记录一次，共记录20分钟；

⑷ 将加热开关设为弱档加热，重复操作⑶。

3. 粘度测定

⑴ 调节恒温槽温度为40±0.1℃；

⑵ 将已用蒸馏水洗净的粘度计B、C支管分别套上乳胶管，从管A加入蒸馏水至F球的一半，把粘度计垂直放入水浴槽中固定，恒温15分钟以上；

⑶ 用夹子把套在B管上的乳胶管夹紧，用吸耳球对准C管吸气，使蒸馏水从F球经毛细管上升到G球为止；

⑷ 取下吸耳球，同时取下B管的夹子，使B、C管与大气相通，C管内液体往下流，用秒表记录液体液面由a刻线下降到b刻线所用时间，此时间即为刻线a、b间的液体流经毛细管所需的时间；

⑸ 重复步骤⑶、⑷操作三次，使每次误差不超过0.3秒，取平均值。

⑹ 取出粘度计，将蒸馏水倒掉，加入少量无水乙醇洗涤粘度计，注意用吸耳球吸取乙醇反复洗涤毛细管部位，洗涤三次后烘干。重复上面实验步骤，测定无水乙醇流经刻线a、b所需的时间。用过的乙醇倒入回收瓶中。

⑺ 实验完成后，将粘度计洗净，放好。将仪器旋钮回归零位，关闭电源。

四、注意事项

1. 为保证恒温槽温度恒定，达到欲控温度后，要将定温计调节帽上的螺丝旋紧；

2. 恒温槽的温度应以水银温度计指示为准；

3. 粘度计在恒温槽中的位置必须垂直；

4. 用吸耳球吸液体时要注意毛细管中不能有气泡，不要把被测液体吸入吸耳球内，以免污染液体；

5. 洗涤或安装粘度计时要细心，以防把支管扭碎。

五、实验数据记录与数据处理

1. 灵敏度测定

                        恒温槽温度-时间记录           加热器功率   强档

  

由图可知其灵敏度=

                       恒温槽温度-时间记录                加热器功率   弱档

    由图可知其灵敏度=

    由两者的比较可以发现，选择适当的加热功率可以提高控温的灵敏度。

2. 粘度测定

粘度测定数据记录表         水浴温度：  40.00℃ 

实验数据处理

     

误差计算：  由文献查得40.0℃时乙醇的粘度为0.823 mPa·s，则测定误差为：

六、思考题

1. 恒温槽恒温原理是什么？

答：恒温槽恒温原理是由感温元件将温度转化为电信号输送给温度控制器，再由控制器发出指令，让加热器工作或停止工作。

2. 影响恒温槽灵敏度的因素有哪些？ 如何提高恒温槽的灵敏度？

答：影响恒温槽灵敏度的因素有水银定温计、电子继电器的灵敏度以及加热器的功率、搅拌器的效率、各元件的布局等。

一个好的恒温槽应具有以下条件：①定温灵敏度高；②搅拌强烈而均匀；③加热器导热良好且功率适当。各元件的布局原则：加热器、搅拌器和定温计的位置应接近，使被加热的液体能立即搅拌均匀，并流经定温计及时进行温度控制。

3. 粘度计支管B有什么作用？

答：使毛细管内液体两端压力相等，消除液体重力产生的静压强。

4. 粘度测定的影响因素有哪些？

答：温度均匀性、粘度计是否垂直，计时准确性等。

5. 粘度测定实验中能否用两支粘度计测定？ 为什么？

答：不能，因为两支粘度计的毛细管径不可能完全一致。

第二篇：大学实验 液体粘度的测定

大学化学基础实验II实验报告

（物理化学部分）

（贵州大学化学与化工学院——化学与化工教学示范中心）

班级专业：生工081

姓    名：姜晓琳

                       

学    号：080811110183

指导教师：安燕

实验成绩：

实验名称：液体粘度的测定

报告人：姜晓琳      同组人：丁尚           实验时间20##年03月11日

一．实验目的：

1.掌握恒温槽的使用，了解控温原理。

2.了解粘度的物理意义，掌握用奥氏粘度计测定的液体粘度的方法。

二．实验原理：

1.液体粘度的测定

     当液体受到为例作用产生流动时，在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力。

     液体内摩擦力的大小f的大小与两液层的接触面积A和法向速度梯度

成正比，即

                                            （1）

     式中，比例系数η称为粘度系数（或粘度）。可见，液体的粘度是内摩擦力的度量，在国际单位制中，粘度的单位为N m-2 s，即Pa s（帕 秒），习惯上常用P或cP来表示。

     本实验利用毛细管法测定液体的粘度，其装置为奥氏粘度计，结构如图。液体在毛细管内因重力而流出时遵从泊肃叶公式，即

                （2）           

     式中。p=pgh，是液体的静压力；t为流经毛细管的时间，r为毛细管半径；l为毛细管的长度；V为时间t内经过毛细管的液体体积。

     直接由实验测定液体的绝对粘度是比较困难的，通常测定液体对标准液体（如水）的相对粘度，    奥氏粘度计结构图        通过已知标准溶液的粘度就可以得出待测液体的绝 

                        对粘度。

     设待测液体1和标准液体2在重力作用下分别流经同一只毛细管，且持续流出的体积相等，则有

                      

       从而得

                                       （3）

三．实验仪器和试剂：

仪器：奥氏粘度计1支；  数字式恒温槽（HK-10)1套；  数字温度计1台；  秒表1块； 10mL移液管2支；洗耳球1个

试剂：乙醇（AR); 蒸馏水

  

四．实验步骤与数据记录：

     1.调节恒温槽水浴温度恒定在（25±0.10）℃，在实验过程中记录三组最高，

最低温度。

     

     2.将奥氏粘度计竖直固定在铁架台上，取10mL无水乙醇从奥氏粘度计宽

口加入粘度计中，最后放入恒温槽水浴中恒温15min。

     3.用洗耳球从奥氏粘度计窄口一端将溶液吸至奥氏粘度计刻度线以上约

2~3cm处，放开洗耳球使其依靠重力自然下流。用秒表准确记录乙醇流经粘度计上，下刻度线的时间。再吸起液体，如此反复操作3次，取平均值，做为。

      4.取出粘度计，将乙醇回收，再将粘度计放入烘箱烘干（或吹风机吹干）。

用10mL蒸馏水代替乙醇重复步骤2、3的操作，测出蒸馏水流经粘度计上、下刻度线的时间，重复操作3次，取平均值。

五．实验结果与数据处理：

1.恒温槽温度的测定

2.粘度的测量

六．实验讨论与思考：

     实验  讨论：

温度波动太大，导致得出的值和实际值相差过大，因为的变化会影响到粘度的变化。

     实验思考题：

1.       仪器是不是干燥的，奥氏粘度计是不是竖直的，读数有误差。

2.       粘度受温度影响，随温度变化而变化。

七．指导教师意见：