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实验目录
实验10电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度....................3实验11黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量................................8实验12最大气泡压力法测定溶液的表面张力...................................14实验13丙酮碘化反应的速率方程......................................................23实验14蔗糖水解反应速率常数的测定...............................................28实验15乙酸乙酯皂化反应速率常数测定...........................................32实验16离子迁移数的测定—希托夫法...............................................36实验17电势—pH曲线的测定.............................................................40实验18电池电动势的测定及其应用.................................................46实验19碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定............................51实验20溶液吸附法测定固体比表面积...............................................57实验21溶液法测定极性分子的偶极矩............................................62
实验10电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
一、实验目的
1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度.2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理.3.掌握DDS-307型电导率仪的使用方法.二、实验原理
具有明显―两亲‖性质的分子,既含有亲油的足够长的(大于10~12个碳原子)烃基,又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。
由这一类分子组成的物质称为表面活性剂,如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的,若按离子的类型分类,可分为三大类:
(1)阴离子型表面活性剂,如羧酸盐[肥皂,C17H35COONa],烷基硫酸盐[十二烷基硫酸钠,CH3(CH2)11SO4Na],烷基磺酸盐[十二烷基苯磺酸钠,CH3(CH2)11C8H5SO3Na]等;
(2)阳离子型表面活性剂,多为胺盐,如十二烷基二甲基叔胺[RN(CH3)2HCl]和十二烷基
二甲基氯化胺[RN(CH3)Cl];
(3)非离子型表面活性基,如聚氧乙烯类[R-O-(CH2CH2O-)n-H]。
表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态,并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。
当溶液浓度加大到一定程度时,许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团,形成―胶束‖。
以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration),以CMC表示。
在CMC点上,由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折,如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。
这种特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明,如图2所示,当表面活性剂溶于水中后,不但定向地吸附在水溶液表面,
而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成
胶束,表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子,有可能采取的两种途径:
一是把亲水基留在水中,亲油基向油相或空气;
二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起,以减少亲油基与水的接触面积。
前者就是表面活性剂分子吸附在界面上,其结果是降低界面张力,形成定向排列的单分子膜,后者就形成了胶束。
由于胶束的亲水基方向朝外,与水分子相互吸引,使表面活性剂能稳定地溶入水中。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长,球形胶束还有可能转变成棒型胶束,以至层状胶束,如图3,后者可用来制作液晶,它具有各向异性的性质。
本实验利用DDS-307型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率值(也可换算成摩尔电导率),并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图,从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。
三、仪器和试剂
DDS-307型电导率仪(见图4)1台恒温水浴电导电极容量瓶(100mL)
1套1支12只
十二烷基硫酸钠(0.02mol·
dm-3)蒸馏水四、实验步骤
1.取适量十二烷基硫酸钠在80℃干燥3小时,用电导水准确配制成0.020mol·
dm-3的原始溶液。
(此项工作已由实验室完成)
2.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热10min。
调节恒温水浴温度至25℃。
3.用蒸馏水分别准确配制0.002,0.004,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016mol·
dm-3的十二烷基硫酸钠溶液各100mL。
4.用电导率仪从低浓度到高浓度分别测定上述各溶液的电导率值。
用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电(来自:
在点网)导电极和容器3次以上,各溶液测定前必须恒温10min,每个溶液的电导率读数3次,取平均值。
5.实验结束后用蒸馏水洗净试管和电极,并且测量所用水的电导率。
五.数据记录与处理
1.将实验所测数据填入表1中。
2.作电导率?
与浓度c关系图,从转折点找出临界胶束浓度CMC。
3.文献值:
40℃时C12H25SO4Na的CMC为8.7×
10-3.mol.dm-3
篇二:
华理物化期末
华东理工大学201X~201X学年第一学期
01级《物理化学》(下)期终考试试题A卷201X.1
一、概念题(20分)
1、在一定温度下,反应的反应速率既可表示为,也可表示为,则与的关系为:
。
2、在温度T时,理想气体反应产物的速率方程可以写成,也可以写成,则与的关系为:
3、链反应机理包括链产生、和三个基本步骤。
4、平动、转动和振动的能级间隔分别为、、,其中何者最大?
。
5、是各微观状态相应微观量的统计平均值。
(宏观力学量、宏观非力学量)
6、若在恒定的温度下,将一独立子系统的体积增大,则系统的微观状态数。
(增多、不变、减少)
7、能量标度的零点设在基态能级上的子配分函数的定义是=。
8、在温度T时,纯水的表面积为AS,表面张力为,按照Gibbs模型水的表面吉氏函数G=。
9、煤油能在洁净的玻璃表面铺展开来。
可见煤油与玻璃的粘附功Wa煤油本身的结合功Wc。
(大于、等于、小于)
10、兰缪尔吸附等温式于化学吸附。
(适用、不适用)
11、乙醇能在其水溶液表面产生正吸附,则溶液表面张力随乙醇浓度c的变化率
0。
(>
、=、<
)
12、离子强度的定义是I=。
13、电解质在溶液中电离为离子:
,溶液的电中性条件为。
(对、错)
14、CaCl2溶液的离子平均活度与它的质量摩尔浓度b、离子平均活度因子之间的关系为。
15、德拜-休克尔极限公式的适用条件是。
16、原电池放电时,对外输出电功并同时放热,适用于此过程的可逆性判断为.
17、在电池电动势的测定中常使用盐桥,它的作用是。
18、在任何温度下,标准氢电极的电极反应的电势都为零。
19、氯化银电极也可表示为银电极,两电极的电极反应的电势。
(相同、不相同)
二、(16分)
1、某药物A在保存过程中发生分解反应,当其分解掉30%时即为失效。
实验测得50℃和70℃时A分解的速率系数分别为和。
试据此估算该药物在60℃下的保存期为多少小时?
2、气相分解反应的机理为:
其中NO3和NO为活泼的中间物,试用恒稳态处理法导出分解的速率方程。
三、(12分)
已知某分子的振动能级间隔,玻耳兹曼常数。
试计算:
(1)298K时,某一能级与其相邻较低能级上的分子数之比。
(2)若振动能级间隔为,温度仍为298K,再做与
(1)同样的计算。
(3)由
(1)和
(2)的计算结果得出什么结论?
四、(14分)
在273.15K时测定CHCl3(g)在活性炭上的吸附作用。
当CHCl3(g)的平衡压力为13.375kPa及吸附达饱和时,每克活性炭吸附CHCl3(g)的量分别为82.5cm3(STP)和93.8cm3(STP)。
设此吸附服从兰缪尔吸附等温式。
试求:
(1)兰缪尔吸附等温式中的吸附系数b;
(2)CHCl3(g)的平衡压力为6.667kPa时的吸附量V(STP)。
(3)试写出兰缪尔吸附等温式的直线化形式。
五、(10分)
25℃纯水的电导率为,HCl,NaOH和NaCl的无限稀释摩尔电导率分别为0.04262,0.02484和0.01265。
试求25℃水的离子积。
六、(12分)
计算由NaCl,CuSO4和LaCl3各0.025mol溶于1kg水时所形成溶液的离子强度,并用德拜-休克尔极限公式计算溶液中NaCl在25℃时的离子平均活度因子。
(德拜-休克尔极限公式中的常数)
七、(16分)
已知25℃时电池的电池反应的电势为1.1566V,,。
(1)写出该电池的电极反应和电池反应。
(2)求ZnCl2溶液的离子平均活度,离子平均活度因子以及ZnCl2作为整体的活度。
(3)若有1molZn进行电池反应,电池最多可输出多少电功?
(4)已知AgCl的溶度积,试求。
华东理工大学201X~201X学年第一学期
《物理化学》(下)期终试卷B卷
1.反应A→P,如A反应掉3/4所需时间恰是它反应掉1/2所需时间的2倍,则该反应为反应。
(零级,一级,二级,三级)
2.质量作用定律适用于复合反应。
(对,错)
3.连串反应的最主要的特点是。
4.某化学反应,其,能否采用催化剂使它在恒温恒压和只做体积功的条件下进行?
(能,否)采用输入电能的方法是否有可能使它进行?
.
(是,否)
5.一般来说,属于热运动的微观粒子运动形式为;
(平动,转动,振动,电子运动,核运动)属于非热运动的微观粒子运动形式为。
(平动,转动,振动,电子运动,核运动)
6.在含有大量粒子的系统中,最概然分布代表了一切可能的分布,因此。
(对,错)
7.液体滴在固体表面上,形成下图中的两种状态,请分别在图中画出接触角。
8.按照吉布斯的界面模型,界面相的热力学基本方程:
中哪一项应等于零?
9.兰缪尔吸附等温式适用于分子在固体表面的(单分子层,多分子层)
10.根据吉布斯等温方程,若某溶质的,则其单位界面吸附量。
,=,<
)
11.电池反应的电势E与摩尔反应吉布斯函数的关系为E=;
电池反应的标准电势与反应的标准平衡常数的关系为。
12.
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