电动势的测定及其应用实验报告思考题
1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用? 答:电位差计:对消法(补偿法)测定电池电动势;
标准电池:标定工作电池的工作电流;
检流计:检测线路中电流的大小和方向;
工作电池:提供工作电流。
保护:(1)电位差计:旋动调节按钮时应避免过快或过于用力而损坏仪器;不用时将(N、X1、X2)转换开关放在“断”的位置上。(2)标准电池:使用温度4-40℃;不要振荡、倒置,
携取要平稳;不可用万用电表直接测量;不可暴露于日光下;不可做电池用;按规定时间对其进行校正。(3)检流计:不用时置于“调零”档。
2、参比电极应具备什么条件?它有什么功用?
答:具备条件:高稳定性、可逆性、重现性。
功用:用作标准电极与待测电极构成电池。
3、盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?
答:作用:减小液接电位(盐桥、单液电池)。
原则:(1)盐桥溶液应不与电池溶液发生化学反应;(2)盐桥溶液中阴阳离子应尽量是迁移速率都接近0.5的饱和盐溶液。
4、UJ-25 型电位差计测定电动势过程中,有时检流计向一个方向偏转,分析原因。 答:可能原因有电池正负极接反、线路接触不良、导线有短路、工作电源电压不足等。
第二篇:电动势的小耳钉记起应用实验报告思考题
电动势的测定
1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用?
2、答:电位差计:对消法(补偿法)测定电池电动势;
标准电池:标定工作电池的工作电流;
检流计:检测线路中电流的大小和方向;
工作电池:提供工作电流。
保护:(1)电位差计:旋动调节按钮时应避免过快或过于用力而损坏仪器,不用时将(N、X1、X2)转换开关放在“断”的位置上。(2)标准电池:使用温度4-40摄氏度,不要争当、倒置、撷取要平稳,不可用万用表直接测量,不可暴露于日光下,不可做电池用,按规定时间对其进行校正。(3)检流计:不用时置于“调零”档。
2、参比电极应具备什么条件?他有什么功用?
答:具备条件:高稳定性、可你想、重现性。
功用:用做标准电极与待测电极构成电池。
3、盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?
答:作用:减小液接电位(盐桥、单液电池)。
原则:(1)盐桥溶液应不予电池溶液发生化学反应;(2)盐桥溶液中阴阳离子应尽量是迁移速率都接近0.5的饱和溶液。
4、UJ-25型电位差计测定电动势过程中,有时检流计向一个方向偏转,分析原因。
答:可能原因有电池正负极接反,线路接触不良,导线有短路,工作电源电压不足等。
电池电动势的测定及应用
1、对消法测量电池电动势的基本原理是什么?测量中电位差计、标准电池、工作电池、检流计各有什么作用?为什么不能用伏特计或万能电表测量电池电动势?
(1)对消法测量电池电动势的基本原理:在一待测电池上并联一个大小相等,方向相反的外加电动势与电池电压相抗,减缓电池反应的进行,使得回路中的电流趋于零或待测电池中没有电流流过,外加电势差的大小即为待测电池的电动势,只有这样才能使得测出来的电压为电动势。 (2)电位差计:对消法(补偿法)测定电池电动势 标准电池:标定工作电池的工作电流 工作电池:提供标准的工作电流 检流计:检测线路中电流的大小和方向 (3)因为当把伏特计与待测电池接通后,整个线路上便有电流通过,电极的平衡状态即受到破坏,产生极化现象,而且由于电池放电,使得电池中溶液的组成不断发生变化,改变了原来电池的性质。另外,由于电池本身存在内阻而产生电位降。因此,用伏特计所测量出的只是电池的端电压,而非电动势。(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,一次用伏特计不能准确测定电池电动势。)所以不能用伏特计或万能电表测量电池电动势
2、参比电极应具备什么条件?有何作用?
答:参比电极应具备的条件是:(1)必须是可逆电极,它的电极电势也是可逆电势;(2)必须具有良好的稳定性和重现性,即电极电势稳定,不易在空气中发生反应,与放置时间影响不大,各次制作的同样的参比电极,其电极电势也基本相同;(3)由金属和金属难溶盐或金属难溶氧化物组成的参比电极属于第二类电极,如银-氯化银电极、汞-氯化汞电极、汞-氧化汞电极,要求这类金属的盐或氧化物在溶液中的溶解度很小。(高稳定性、可逆性、重现性) 参比电极作用:与被测电极组成电池,通过测量电池电动势,然后根据参比电极的电势求得被测电极的电极电势。
3、盐桥的作用是什么?选择盐桥液应注意什么问题?
答:盐桥的作用是使原来产生明显液接电势的两种液体彼此不直接接触,从而尽可能降低液接电势到毫伏数量级一下,但不能完全消除。 注意的问题:(1)盐桥溶液应不与电池溶液发生化学反应;(2)盐桥溶液中阴阳离子的迁移数应尽量相等
蔗糖水解反应速率常数的测定
:1 、蔗糖溶液为什么可粗配制?
2、 蔗糖的转化速度和哪些因素有关?
3、 反应开始时,为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液重,而不是相反?
1.蔗糖本身就不纯净,即使准确称量也不可能配成标准溶液.浓度是用旋光度来测定的.所以粗略配置就可以了.
2.与温度有关和浓度.(温度影响速率常数,我印象里是一级反应,所以速率和浓度也有关系)
3.盐酸是催化剂,用量很少,加入到蔗糖中不会对溶液温度产生太大的影响.自然就是把盐酸加入到蔗糖中了...
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么?此反应为几级反应?
答案:准一级反应
2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步?
答案:①.打开电源开关(POWER仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。
②.打开光源开关(LIGHT仪器左侧),开关指DC档,此时钠灯在直流电下点燃。
③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。④.清零 ⑤.测量
3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据?应如何操作?
答案:会,若管中液体有微小气泡,可将其赶至管一端的凸起部分。
4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程?
答案:在本实验中,蔗糖及其水解产物都具有旋光性,即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。蔗糖是右旋的,水解混合物是左旋的,所以随水解反应的进行,反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋,因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
5、溶液配制与恒温这步如何操作?
答案:称取5克蔗糖于烧杯中,加少量蒸馏水溶解,移至25ml容量瓶定容至刻度,将蔗糖溶液注入一锥形瓶中,另用移液管吸取25ml酸溶液注入另一锥形瓶中,将两个锥形瓶用玻璃塞或橡皮塞盖好后,置于25±0.1℃的恒温槽中恒温10~15分钟。
6、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步?
答案:①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。 ②.溶液配制与恒温。③.仪器零点校正。
④.测量(1)αt的测定(2)α∞的测定
7、反应开始时,为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中,而不是相反?
答案:因为将反应物蔗糖加入到大量HCl溶液时,由于H+的浓度高,反应速率大,一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖,则在放出一半开始时,已经有一部分蔗糖产生了反应,记录t时刻对应的旋光度已经不再准确,影响测量结果。反之,将HCl溶液加到蔗糖溶液中去,由于H+的浓度小,反应速率小,计时之前所进行的反应的量很小。
8、的测量如何操作?大概每隔多长时间测一次?
答案:将恒温后的两个锥形瓶从恒温槽中取出,将HCl溶液倾倒至蔗糖溶液中。混合一半时按秒表记时。然后将两锥形瓶互相倾倒2~3次,使溶液混合均匀。分别将一干净旋光管的外盖、内盖、玻璃片取下→用少许混合液荡洗旋光管2-3次。然后注满反应液,至液面呈凸状→沿管口轻轻推上玻璃片,盖好内盖,外盖→擦干旋光管→将旋光管横放,把气泡赶到旋光管的凸颈处→放入恒温槽中恒温,到5 min左右→将旋光管取出,擦干,放入样品槽中,待“1”灯亮了,先记录时间,再记录旋光度。→将旋光管继续恒温→尔后每隔5 min测量一次,直到60 min为止。注意每两次测量中间要将旋光管放在恒温槽中恒温,旋光管放入旋光仪测量前必须用布将水擦干,时间与旋光度必须严格对应。
9、旋光度的正负表示什么意思?旋光度与哪些因素有关?
答案:旋光度表示系统旋光性质的量度;旋光度用α表示,其值若为正表示此旋光性物质为右旋, 其值若为负表示此旋光性物质为左旋。,
α与温度、光的波长、旋光管的长度、溶液的浓度及旋光性物质的摩尔质量有关。
10、的测量时间是否正好为5, 10,…60分钟?
答案:不是,应在旋光度读数稳定后,先记录精确的反应时间,几分几秒,再读旋光度。
11、在本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响?
答案:本实验数据处理时,用旋光度的差值进行作图和计算,以对t作图,故若不进行零点较正,只是α值不准确,但并不影响其差值,对k的结果无影响。
12、加入蔗糖中的蒸馏水的量有无限制?为什么?
答案:有,不能加太多,因要移到25ml容量瓶。
13、是如何测得的?
答案:将剩余混合液置于50-60℃的水浴中加热30分钟,以加速水解反应,然后冷却至实验温度,测其旋光度,此值即可认为是。
14、蔗糖的转化速度和哪些因素有关?
答案:与温度和浓度有关.
15、氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响?
答案:有影响。因 值与温度和催化剂的浓度有关。
16、实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?
答案:主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂,这样就消除了溶剂时实验结果的影响。故用纯蒸馏水作零点校正。且蒸馏水没有旋光性,其旋光度为零。
17、实验结束后为什么必须将旋光管洗净?
答案:防止酸对旋光管的腐蚀。
18、记录反应开始的时间迟点或早点是否影响值的测定?
答案:不影响。因 值与温度和催化剂的浓度有关,与时间无关。
19、在测定α∞时,通过加热使反应速度加快转化完全,加热温度能否超过60℃?为什么?
答案:α∞的测量过程中,剩余反应混合液加热温度不宜过高以50~55℃为宜,否则有副反应发生,溶液变黄。因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H+离子催化下,除了苷键断裂进行转化外,由于高温还有脱水反应,这就会影响测量结果。
20、蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关?
答案:对指定的反应, 速率常数和反应温度、催化剂有关。
21、在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正?它对旋光度的精确测量有什么影响?
答案:(1)旋光仪由于长时间使用,精度和灵敏度变差,故需要对零点进行校正。
(2)若不进行零点校正,则各个时间所的的溶液的旋光度存在偏差,若不校正会使测量值的精确度变差,甚至产生较大的误差。
22、配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确,对测量结果是否有影响?
答案:当蔗糖的浓度不准确时,对反应速率常数的测量结果无影响。当HCl溶液浓度不准确时,对反应速率常数的测量结果有影响。
23、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸,而用盐酸?
答案:浓硫酸有脱水性(会使蔗糖脱水变成碳)和强氧化性,浓稀硝酸都有强氧化性,所以不能使用(蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性)。
24、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量?
答案:本实验通过测at来求得k, k与反应物浓度无关,不同at对应于不同的浓度值,无须知道它的准确浓度,所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。
25、用物理方法测定反应速率有何优点?采用物理方法的条件是什么?
答案:不需中断反应。所测物理量与反应组分的浓度成线性关系。
26、旋紧旋光管的套盖时,用力过大会影响测量结果吗?
答案:会,若用力过大,易压碎玻璃盖片,或使玻璃片产生应力,影响旋光度。
27、蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小?
答案:由于反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋,蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。
28、本实验需测哪些物理量?
答案:本实验需测不同时刻的及。
29、用旋光度表示此反应的速率方程式?如何求得反应速率常数k?
答案:,以对时间t作图可得一条直线,由直线的斜率即可求得反应速率常数k。
30、零点校正这步如何操作?
答案:旋光仪预热后
①在旋光仪面板上按“测量”键,液晶显示屏有数字显示。
②按“糖度/旋光度”按钮至“Z”灯不亮,表示测旋光度。
③分别将一干净旋光管的外盖、内盖、玻璃片取下→用蒸馏水淌洗2遍旋光管→注满蒸馏水,至液面呈凸状→沿管口轻轻推上玻璃片,盖好内盖,外盖→擦干旋光管→将旋光管横放,把气泡赶到旋光管的凸颈处→然后放入样品槽中,不分方向,盖好槽盖→待旋光仪面板上的示数稳定,即 “1”灯亮后→按“清零”按钮,使示数为“0.000”。
31、将恒温槽的温度设定为老师的所指定的温度?(操作题)
答案:例45.8±0.1℃。按下“恒温控制器”的电源开关,左下角的红色按钮→左侧窗口显示的是当前恒温槽中的水温→按“控制器”上的“箭头”按钮进行调温→至右侧窗口设置实验温度区,十位数闪烁,→通过按“▲”“▼”按钮使十位数为“4”→再按“箭头 ”按钮,至个位数闪烁,数字为“5”→继续按“箭头”按钮,至小数点后第一位数闪烁,数字为“8”→继续按“箭头”按钮,至左侧窗口的“工作”灯亮,表示恒温槽开始工作→按“控制器”上的“回差”按钮,至0.1→将“玻璃恒温水浴”上的“加热器”上的 “开,关”按钮至“开”档 “强,弱”按钮至“强”档→将“玻璃恒温水浴”上的“水搅拌”上的 “开,关”按钮至“开”档 “快,慢”按钮至“慢”档→设置完毕,设置的温度为45.8±0.1℃。
乙酸乙酯皂化反应速率常数
注意事项:温度对反应速度及溶液电导值的影响颇为显著,应严格控制恒温;电导极上的铂黑极易抹去,必须注意保护;氢氧化钠溶液置于空气中的时间越短越好,以免吸收空气中的二氧化碳而改变其浓度,随手盖上瓶塞殊为重要;乙酸乙酯溶液要随用随配,因放置过久会自行缓慢水解而影响结果。所用实验仪器均需干燥,将反应液加入电导池中时不要震荡,否则容易引起液体的流动而预先混合;初次混合时,应注意控制用力的力度,在速度快的同时,注意不要将反应液吸入针筒或喷出;装乙酸乙酯的反应管应用带乳胶管的塞子塞紧,但另一只装入氢氧化钠的反应管应用带电导电极的橡皮塞轻轻盖住,不能塞的很紧。
思考题:
1、【【【【提问与思考提问与思考提问与思考提问与思考】】】】
①为何本实验要在恒温条件进行,而CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温? 答:因为反应速率k受温度的影响大,(kT+10)/kT=2~4,若反应过程中温度变化比较大,则测定的结果产生的误差较大;反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的,防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。
②为什么CH3COOC2H5和NaOH起始浓度必须相同,如果不同,试问怎样计算k值?如何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应?
答: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。
③有人提出采用pH法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,此法可行吗?为什么?
答: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。
④为什么要将电导率仪的温度旋钮选为“25”?
答:测量值就是待测液在实际温度下未经补偿的原始电导率值。
液体表面张力系数的测定 思考题
1.比较水的表面张力系数与酒精溶液的表面张力系数,哪种液体的表面张力系数更大?
2.随着溶液浓度的升高,液体的表面张力将会有怎样的变化?为什么?
1、常见的液体中,水的表面张力系数(简称表面张力)是最大的,常温下约72mN/m。有机液体较小,约30-40mN/m,故水的表面张力较大。
2、一般来说,温度升高表面张力变小,在小的温度变化范围(10-20度),表面张力随温度升高直线下降。有γ=γ0(1-bT)。
表面张力从本质上来说,是表面分子受到指向液体内部的范德华力大于其受到的指向液体外部的范德华力的结果,是不同方向的范德华力的差值。而温度升高的时候,范德华力减小,故表面张力也减小。
溶液表面张力测定
1、 实验时,为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置?如插入一定深度将对实验带来什么影响?
答案:减少测量P 误差,因为P 是气泡内外的压力差,在气泡形成的过程中,由于表面张力P r m ax = KP ,如果插入一定深度,P m ax 2 max 的作用,凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P,γ= 外还要考虑插入这段深度的静压力使得?P max 的绝对值变大,表面张力也变大。
2、 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。
2、 最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差
答案:最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。因为随着气泡的形成,曲率半径逐渐由大变 小又变大,当曲率半径等于毛细管半径时,气泡呈半球形,气泡曲率半径最小,△P 最大。(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。)
3、实验中为什么要测定水的P max ,由压力计读出m ax ?
答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为: γ= ?P r m ax = K ?P 式中的K 为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质测得,这种标准物质就是水。m ax 2
3、、、、 对测量所用毛细管有什么要求?
答案:毛细管一定要清洗干净,管口平齐。
4、 在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小?
答案:测量时?P m ax 最大
7、表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定?
答案:因为表面张力与温度有关,温度升高,表面张力下降。
8、如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出或几个气泡,对实验结果有何影响?
答案:如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,即气泡形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
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。
9、根据什么来控制滴液漏斗的放液速度?对本实验有何影响?
答案:要求气泡从毛细管缓慢逸出,通过控制滴液漏斗的放液速度调节逸出气泡每分钟10 个左右。若形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
10、测定正丁醇溶液的表面张力时,浓度为什么要按低到高的顺序依次测定?
答案:溶液的表面张力与浓度有关,浓度按低到高的顺序依次测定,可减少由测量瓶清洗不够 干净引起的误差。
11、温度变化对表面张力有何影响?
答案:温度升高,表面张力下降。表面张力与温度有关,
12 、测定时如何读取微压力计的压差?
答案:测量时读取微压计上的最大压力。
13、对同一试样进行测定时,每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同,为什么?
答案:不同;每次脱出一个气泡结果才准确。如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,即气泡形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
14 、准确地取x ml 正丁醇和(1000 -x)ml 蒸馏水能得到准确的1000ml 溶液吗?
答案:不能,因为对真实液态混合物,混合前后体积不等,而且x 越大(浓度越大)时差别越大。 15、本实验为何要测定仪器常数?仪器常数与温度有关系吗?
答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为: γ= ?P r m ax = K ? P 式中的K 为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质-蒸馏水测得。仪器常数与m ax 2 温度无关,
16 、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?
答案: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。措施: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。
17、如何检验仪器系统漏气?
答案:旋开分液漏斗,使压差计显示一定的数值,旋紧分液漏斗,此值保持一段时间不变。
18、从毛细管中逸出的气泡有什么要求?如何控制出泡速度?
答案:要求气泡从毛细管缓慢逸出,一个一个的出,逸出气泡每分钟10 个左右。通过控制滴 液漏斗的放液速度调节。
19、由0.5mol/l 的正丁醇溶液稀释浓度为0.02mol/l 正丁醇溶液50 ml,如何配制最简单?写出计算公式。
答案: 0.5×0.25=(ρ/74)V 正丁醇(11.45ml)ρ)0.5x=0.02×50 2
20、微压计如何采零?、
答案:采零系与大气相通的时候,按下"采零"键,读数应显示"00.00"。
额外:如何由实验结果求算乙醇的横截面积?并与文献值相比较,写出计算相对误差和绝 对误差的计算公
答案:由实验求得的Gm 代入a m = 1 Gm L -19 2 可求被吸附分子的截面 积am 。
文献值:直链醇分子截面积为2.16×10 m -19 2 相对误差=(2.16×10 m - am ) /2.16×10 m :绝对误差=2.16×10 m - am -19 2 -19 2 14 21212121
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。
旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数
1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么?此反应为几级反应?
答案:C 12H 22 O11 + H 2 O ? ? ? C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 H 6 ?H + ? 准一级反应蔗糖葡萄糖果糖
2、WZZ-2S 数字式旋光仪的使用分为哪几步?
答案:①.打开电源开关(POWER 仪器左侧),待5-10 分钟使钠灯发光稳定。②.打开光源开关 (LIGHT 仪器左侧),开关指DC 档,此时钠灯在直流电下点燃。③.按“测量”键,液晶显示屏应 有数字显示。④.清零⑤.测量
3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据?应如何操作?旋光管中的液体有气泡是否会影响实实验数据?
答案:会,若管中液体有微小气泡,可将其赶至管一端的凸起部分。
4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程?
答案:在本实验中,蔗糖及其水解产物都具有旋光性,即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。蔗糖是右旋的,水解混合物是左旋的,所以随水解反应的进行,反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋,因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步?
答案:①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。②.溶液配制与恒温。③.仪器零点校正。④.测量(1)at 的测定(2)a8的测定
6、反应开始时,为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中,而不是相反?
答案:因为将反应物蔗糖加入到大量HCl 溶液时,由于H 的浓度高,反应速率大,一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖,则在放出一半开始时,已经有一部分蔗糖产生了反应,记录t 时刻对应的旋光度已经不再准确,影响测量结果。反之,将HCl 溶液加到蔗糖溶液中去,由于H+的浓度小,反应速率小,计时之前所进行的反应的量很小。
7、at 的测量时间是否正好为5,10,…60 分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小?
答案:不是,应在旋光度读数稳定后,先记录精确的反应时间,几分几秒,再读旋光度。由于反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋,蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。
8、加入蔗糖中的蒸馏水的量有无限制?为什么?
答案:有,不能加太多,因要移到25ml 容量瓶。
9、本实验需测哪些物理量?a8是如何测得的?
答案:本实验需测不同时刻的at 及a8。将剩余混合液置于50-60℃的水浴中加热30 分钟,以加速水解:反应,然后冷却至实验温度,测其旋光度,此值即可认为是
10、氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响
答案:有影响。因a8。k 值与温度和催化剂的浓度有关。
11、实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点
答案:主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂,这样就消除了溶剂时实验结果的影响。故用纯蒸馏水:作零点校正。且蒸馏水没有旋光性,其旋光度为零。
12、实验结束后为什么必须将旋光管洗净?
答案:防止酸对旋光管的腐蚀。
13、记录反应开始的时间迟点或早点是否影响k 值的测定?
答案:不影响。因k 值与温度和催化剂的浓度有关,与时间无关。
14、在测a8时,通过加热使反应速度加快转化完全,加热温度能否超过60℃?为什么?
答案:a8的测量过程中,剩余反应混合液加热温度不宜过高以50~55℃为宜,否则有副反应发生,溶液变黄。因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H+离子催化下,除了苷键断裂进行转化外,由于高温还有脱水反应,这就会影响测量结果。
15、蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关?
答案:对指定的反应,速率常数和反应温度、催化剂有关。
16、在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正?它对旋光度的精确测量有什么影响?在 本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响?
答案:(1)旋光仪由于长时间使用,精度和灵敏度变差,故需要对零点进行校正。答案:(2)若不进行零点校正,则各个时间所的的溶液的旋光度存在偏差,若不校正会使测量值的精确度变差,甚至产生较大的误差。本实验数据处理时,用旋光度的差值进行作图和计算,以ln(at ? a8) 对t 作图,故若不进行零点较正,只是a值不准确,但并不影响其差值,对k 的结果无影响。
17、配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确,对测量结果是否有影响?
答案:当蔗糖的浓度不准确时,对反应速率常数的测量结果无影响。当HCl 溶液浓度不准确时,对 反应速率常数的测量结果有影响。
18、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸而用盐酸?
答案:浓硫酸有脱水性(会使蔗糖脱水变成碳)和强氧化性,浓稀硝酸都有强氧化性,所以不能使用(蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性)。
19、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量?
答案:本实验通过测at 来求得k, k 与反应物浓度无关,不同at 对应于不同的浓度值,无须知道它的准确浓度,所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量
20、旋紧旋光管的套盖时,用力过大会影响测量结果吗?
答案:会,若用力过大,易压碎玻璃盖片,或使玻璃片产生应力,影响旋光度。答案:凝固点降低法测定摩尔质量 21212121:蔗糖的浓度不影响lnc=-kt + B 的斜率,因而蔗糖浓度不准对k 的测量无影响。H+在该反应体系中作催化剂,它的浓度会影响k大小。
22在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时,我们将盐酸溶液加到蔗糖溶液里去,可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中?为什么?
:不能。本反应中氢离子为催化剂,如果将蔗糖溶液加到盐酸溶液中,在瞬间体系中氢离子浓度较高,导致反应速率过快,不利于定。
23测定最终旋光度时,为了加快蔗糖水解进程采用60℃左右的恒温使反应进行到底,为什么不能采用更高的温度进行恒温?
:温度过高将会产生副反应,颜色变黄。
24在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正?在本实验中若不进行校正,对结果是否有影?
:因为除了被测物有旋光性外,溶液中可能还有其他物质有旋光性,因此一般要用试剂空白对零点进行校正。本实验不需要校正, 为在数据处理中用的是两个旋光度的差值。
25记录反应开始的时间晚了一些,是否会影响到k 值的测定?为什么?
:不影响。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。
二级反应-乙酸乙酯皂化
1. 为什么实验用NaOH 和乙酸乙酯应新鲜配制
答:氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质;乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使浓度改变。
2. 为何本实验要在恒温条件下进行,而且 CH3 COOC2 H5 和NaOH 溶液在混合前还要预先恒温?混合时能否将乙酸乙酯溶液倒入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?COOCH3。+Na在反应前后浓度不变,?OH的迁移率比?COOCH3的迁移率大得多。随着时间的增加,?OH不断减少,?COOCH3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. 各溶液在恒温及操作中为什么要盖好?
答:因为本实验要测定溶液的电导率,对溶液浓度的要求特别高。若在恒温及操作过程中不盖好,则会因为溶液及溶剂的挥发或杂质的进入而造成溶液浓度的巨变而严重影响实验的结果,因此必须盖好装溶液的容器。
6. 如何从实验结果验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应?
7. 答:一方面,在同一温度下,通过计算得出的k为一定值。另一方面,通过0ttLLLL∞??-t图,得到一直线。从这两方面均可说明乙酸乙酯皂化反应为二级反应。
三.电动势的测定
1. 为什么不能用伏特表测定原电池的电动势?
答:电池的电动势不能用伏特计测量,其原因是:
(1)用伏特计测量,有电流流过电池,电池的内阻电压降使所测电动势偏低;
(2)有较大电流通过电极时,电极极化作用使电极电势偏离平衡电极电势,测得的电动势小于电池的可逆电动势;
(3)有电流通过电池时,电池会发生化学反应使溶液的浓度改变,导致电动势的改变,从而破坏了电池的可逆性。
2. 对消法(或补偿法)测电动势的原理是什么?画出该实验的测量线路图,并指出实验中常用到哪些仪器?
答:(1)利用对消法(即补偿法)可以使电池在无电流(或极微弱电流)通过的条件下测得两极间的电势差,这时电池反应是在接近可逆条件下进行的,这一电势差即为该电池的平衡电动势。
(2)电路图
(3)UJ—25型高电势电位差计、检流计、工作电池、标准电池、待测电池、正负电极和温度计
3. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?
答:电位差计:利用补偿法测定被测电极电动势;
标准电池:提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势来计算未知电池电动势。
检流计:指示通过电路的电流是否为零;
工作电池:为整个电路提供电源,其值不应小于标准电池或待测电池的值。
4.测电动势为何要用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系?
答:(1)对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。
(2)选择盐桥中电解质的要求是:①高浓度(通常是饱和溶液);②电解质正、负离子的迁移速率接近相等;③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应,如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO-离子,则不可使用KCl盐桥,应选用KNO3或NH4NO3盐桥。
5. 在测定电动势过程中,若检流计的指针总往一个方向偏转,可能是什么原因?
答:若调不到零点,可能的原因有:
(1)电池(包括工作电池、标准电池和待测电池)的正负极接反了;
(2)电路中的某处有断路;
(3)标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势,超出了测量范围。
四.蔗糖水解
1. 本实验是否一定需要校正旋光计的读数?
答:不一定。数据处理时利用 对 作图得直线,在同一台旋光仪测定时, 的差值与旋光计的零点校正无关。
2. 为什么配蔗糖溶液可用粗天平衡量?
答:本实验只需要记录αt~t数据,根据 作图求得反应速率常数k,数据处理时不需要知道蔗糖溶液的精确初始浓度,故配蔗糖溶液可用粗天平衡量蔗糖。
3. 如何测定α∞?
答:将剩余的混合液置于55℃左右的水浴中温热 30分钟,以加速水解反应,然后冷却至实验温度,测其旋光度,此值即可认为是α∞。
4. 本实验的关键步骤是什么?如何减少误差?
答(1) 温度对反应速度影响较大,所以整个过程应保持恒温。用水浴加热反应液测α∞时,温度不宜过高,以免产生副反应,溶液变黄,加热过程应同时避免溶液蒸发使糖的浓度改变,从而影响α∞的测定。
(2)由于反应初始阶段速率较快,旋光度变化大,一定要注意时间的准确性。
(3)根据反应温度,可适当增加HCl的浓度,以缩短反应时间。
五.乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
1. 配制乙酸乙酯溶液时,为什么在容量瓶中事先加入适量的蒸馏水?
答:避免乙酸乙酯挥发。在容量瓶中事先加入适量的蒸馏水,可以使加入的乙酸乙酯很快溶于水中形成溶液,减少了乙酸乙酯的损失。
2.为什么要使两种反应物的浓度相等?如何配制指定浓度的乙酸乙酸溶液?
答:(1)为了处理问题方便,在设计这个实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH 取相同的初浓度a作为起始浓度。在此条件下存在下式: ,以 对 作图可得一直线,其斜率等于,由此可求得反应速率常数 。
(2) 找出室温下乙酸乙酯的密度,进而计算出配制100mL 与NaOH同浓度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V,然后用1mL 移液管吸取VmL 乙酸乙酯注入100mL 容量瓶中,稀释至刻度即可。
3. 为什么要使两溶液尽快混合完毕?开始一段时间的测定时隔期为什么要短?
答:(1)实验过程中,要记录不同反应时间时体系的电导率,因此两溶液要尽快混合,且在混合时开始按下秒表计时。
(2)反应在开始一段时间内,体系的电导率下降较快,因此这段时间测定的时间间隔期要短。
4. 为何本实验要在恒温条件下进行,而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温?
答:温度对反应速率常数k影响很大,故反应过程应在恒温条件下进行。
5. 本实验注意事项:
答:(1)本实验需用电导水,并避免接触空气及灰尘杂质落入。 (2)配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。
(3)乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。 (4)乙酸乙酯溶液需临时配制,配制时动作要迅速,以减少挥发损失。
六.表面张力的测定
1在表面张力测定的试实验中,为什么毛细管尖端应平整光滑,安装时要垂直并刚好接触液面?
答:(1)气泡形成半球形时曲率半径R和毛细管半径r相等达最小值,附加压力达最大值,由公式 可求出被测液体的表面张力。故为得到半球形气泡,毛细管尖端应平整光滑。(2)如果毛细管尖端插入液下,会造成压力不只是液体表面的张力,还有插入部分液体的压力。
2. 本实验的关键在什么地方,如何减少误差?
答:(1)仪器系统不能漏气。 (2)所用毛细管必须干净、干燥,应保持垂直,其管口刚好与液面相切。
(3)读取压力计的压差时,应取气泡单个逸出时的最大压力差。