1、浙江萬(wàn)里學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)（論文）化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)期末報(bào)告（論文） 題目：物理化學(xué)在生活中的應(yīng)用 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：2014013688 專業(yè)班級(jí)：生物與環(huán)境學(xué)院生物工程 指導(dǎo)教師：2015年12月21日物理化學(xué)在生活中的應(yīng)用摘 要本學(xué)期開(kāi)設(shè)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，在課堂上，同學(xué)們做了4個(gè)經(jīng)典物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而更好地理解與應(yīng)用物理化學(xué)知識(shí)、公式、原理。但很多同學(xué)認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)就是實(shí)驗(yàn)，那是科學(xué)家或者老師的事情，與我無(wú)關(guān)。然而在生活中，到處都有物理化學(xué)這門學(xué)科的背影。關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；原理；生活A(yù)pplication of physical chemistry in lifeAbstractThis

2、semester opened a physical chemistry experiment, in the classroom, the students made 4 classical physical and chemical experiments, and thus better understanding and application of physical chemistry knowledge, formula, principle. But a lot of students think that the experiment is the experiment, it

3、 is a scientist or a teacher, and I have nothing to do. But in life, there are physical chemistry.Key words：physical chemistry；principle；livelihood目 錄第1章 燃燒熱的測(cè)定.31.1 燃燒熱的定義.31.2 燃燒熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)原理.31.3 燃燒熱的應(yīng)用.4第二章 飽和蒸汽壓的測(cè)定.42.1 飽和蒸汽壓的定義.42.2 飽和蒸汽壓測(cè)定原理.42.3 飽和蒸汽壓的應(yīng)用.5第三章 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)定.53.1 實(shí)驗(yàn)原理.53.2 原理的應(yīng)用.6

4、第四章 蔗糖水解速率常數(shù)的測(cè)定.64.1 實(shí)驗(yàn)原理.64.2 原理的應(yīng)用.6致謝.8參考文獻(xiàn).8第1章 燃燒熱的測(cè)定1.1 燃燒熱的定義標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義是：在溫度T、參加反應(yīng)各物質(zhì)均處標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，一摩爾相的物質(zhì)B在純氧中完全燃燒時(shí)所放出的熱量。所謂完全燃燒，即組成反應(yīng)物的各元素,在經(jīng)過(guò)燃燒反應(yīng)后，必須呈顯本元素的最高化合價(jià)。如C經(jīng)燃燒反應(yīng)后，變成CO不能認(rèn)為是完全燃燒。只有在變成CO2時(shí)，方可認(rèn)為是完全燃燒。同時(shí)還必須指出，反應(yīng)物和生成物在指定的溫度下都屬于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。1.2 燃燒熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)原理熱量是一個(gè)很難測(cè)定的物理量，熱量的傳遞往往表現(xiàn)為溫度的改變。而溫度卻很容易測(cè)量。如果有一種儀器，已知它每

5、升高一度所需的熱量，那么，我們就可在這種儀器中進(jìn)行燃燒反應(yīng)，只要觀察到所升高的溫度就可知燃燒放出的熱量。根據(jù)這一熱量我們便可求出物質(zhì)的燃燒熱。在實(shí)驗(yàn)中我們所用的恒溫氧彈量熱計(jì)就是這樣一種儀器。為了測(cè)得恒容燃燒熱，我們將反應(yīng)置于一個(gè)恒容的氧彈中，為了燃燒完全，在氧彈內(nèi)充入2MPa左右大氣壓的純氧。這一裝置的構(gòu)造將在下面做詳細(xì)介紹。為了確定氧彈量熱計(jì)每升高一度所需要的熱量，也就是量熱計(jì)的熱容，可用通電加熱法或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法來(lái)測(cè)量氧彈量熱計(jì)的熱容即確定儀器的水當(dāng)量。這里所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為苯甲酸，其恒容燃燒時(shí)所放出的熱量為26460 J·g-1。實(shí)驗(yàn)中將苯甲酸壓片后準(zhǔn)確稱量

6、與該數(shù)值的乘積即為所用苯甲酸完全燃燒放出的熱量；點(diǎn)火用的Cu-Ni合金絲燃燒時(shí)放出的熱量；實(shí)驗(yàn)所用O2氣中帶有的N2氣燃燒生成氮氧化物溶于水所放出的熱量，其總和一并傳給氧彈量熱計(jì)使其溫度升高。根據(jù)能量守恒原理，物質(zhì)燃燒放出的熱量全部被氧彈及周圍的介質(zhì)（本實(shí)驗(yàn)為2000毫升水）等所吸收，得到溫度的變化為T，所以氧彈量熱計(jì)的熱容為：式中：m為苯甲酸的質(zhì)量（準(zhǔn)確到1×10-5克），l為燃燒掉的鐵絲的長(zhǎng)度（cm），2.9為每厘米鐵絲燃燒放出的熱量單位（J·cm-1），V為滴定燃燒后氧彈內(nèi)的洗滌液所用的0.1mol·L-3的NaOH溶液的體積，5.98為消耗1mL 0.1m

7、ol·L-3的NaOH所相當(dāng)?shù)臒崃浚▎挝粸镴）。由于此項(xiàng)結(jié)果對(duì)QV的影響甚微，所以常省去不做。確定了儀器（含2000mL水）熱容，我們便可根據(jù)公式(4)求出欲測(cè)物質(zhì)的恒容燃燒熱QV，即：然后可求得該物質(zhì)的恒壓燃燒熱QP，即H。1.3 燃燒熱的應(yīng)用燃燒熱在實(shí)際生活當(dāng)中到底有什么作用呢？首先，現(xiàn)代社會(huì)早已經(jīng)面臨能源緊缺和能源污染的問(wèn)題。科學(xué)家們正在努力試圖找出一種既有高效率，也就是一單位能放出更多能量，又對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害的新能源來(lái)解決現(xiàn)階段面臨的問(wèn)題。而一種可以作為能源的新物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)后，就需要測(cè)定其燃燒熱，從而來(lái)判斷其是否能作為高效無(wú)污染的新能源。其次，在某些領(lǐng)域中，例如航天，利用燃燒熱來(lái)

8、篩選單位體積放出能量較高的物質(zhì)作為航天燃料。在農(nóng)業(yè)中同樣也有應(yīng)用，雖然農(nóng)名們沒(méi)有系統(tǒng)的測(cè)量過(guò)到底多少燃燒熱，或許也不知道燃燒熱是什么，但他們知道用什么燒可以省時(shí)省力省地方。第2章 飽和蒸汽壓的測(cè)定2.1 飽和蒸汽壓的定義通常溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí))，純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱為蒸氣壓。2.2 飽和蒸汽壓測(cè)定原理蒸發(fā)1mol液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。液體的蒸氣壓隨溫度而變化，溫度升高時(shí)，蒸氣壓增大；溫度降低時(shí)，蒸氣壓降低，這主要與分子的動(dòng)能有關(guān)。當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時(shí)，液體便沸騰，此時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)，外壓不同時(shí)，液體沸點(diǎn)將相應(yīng)改變，當(dāng)

9、外壓為1atm（101.325kPa）時(shí)，液體的沸點(diǎn)稱為該液體的正常沸點(diǎn)。測(cè)定通常有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法，靜態(tài)法：把待測(cè)物質(zhì)放在一個(gè)封閉體系中，在不同的溫度下，蒸氣壓與外壓相等時(shí)直接測(cè)定外壓；或在不同外壓下測(cè)定液體的沸點(diǎn)。動(dòng)態(tài)法：常用的有飽和氣流法，即通過(guò)一定體積的已被待測(cè)物質(zhì)所飽和的氣流，用某物質(zhì)完全吸收。然后稱量吸收物質(zhì)增加的質(zhì)量，求出蒸汽的分壓力即為該物質(zhì)的飽和蒸氣壓。靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓，是指在某一溫度下，直接測(cè)量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。靜態(tài)法測(cè)量不同溫度下純液體飽和蒸氣壓，有升溫法和降溫法二種。本次實(shí)驗(yàn)采用升溫法測(cè)定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓，所用儀器是純液體飽

10、和蒸氣壓測(cè)定裝置2.3飽和蒸汽壓的應(yīng)用飽和蒸汽壓的測(cè)量用到了壓強(qiáng)差，而這個(gè)原理，在生活中的應(yīng)用不勝枚舉。從18世紀(jì)晚期的瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)以來(lái)，至今都在運(yùn)用。小到溫度計(jì)、高壓鍋，大到汽車、輪船，再到利用熱力管道中蒸汽的壓強(qiáng)差的能量，來(lái)驅(qū)動(dòng)全流螺桿膨脹機(jī)組做功發(fā)電。科技的進(jìn)步，使人類能夠更好的利用這個(gè)原理，更好的改善或提高人們的生活水平。第3章 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)定3.1 實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)是個(gè)二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為CH3COOC2H5+Na+OH-CH3COO-+Na+C2H5OH當(dāng)乙酸乙酯與氫氧化鈉溶液的起始濃度相同時(shí)，如均為a， x為時(shí)間t時(shí)反應(yīng)物消耗掉的濃度，k為反應(yīng)速率常數(shù)

11、。x為時(shí)間t時(shí)反應(yīng)物消耗掉的濃度，k為反應(yīng)速率常數(shù)。乙酸乙酯皂化 反應(yīng)中，參加導(dǎo)電的離子有OH-、Na+和CH3COO-，由于反應(yīng)體系是很稀的水溶液，可認(rèn)為CH3COONa是全部電離的 ，因此，反應(yīng)前后Na+的濃度不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，僅僅是導(dǎo)電能 力很強(qiáng)的OH-離子逐漸被導(dǎo)電能力弱的CH3COO-離子所取代，致使溶液的電導(dǎo)逐漸減小，因此可用電導(dǎo)率儀測(cè)量皂 化反應(yīng)進(jìn)程中電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化，從而達(dá)到跟蹤反應(yīng)物濃度隨時(shí) 間變化的目的。（隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氧根離子會(huì)逐漸減少，會(huì)導(dǎo) 致電導(dǎo)率也逐漸下降。當(dāng)不在下降時(shí)就說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)完全。）3.2 原理的應(yīng)用與其說(shuō)是乙酸乙酯皂化在實(shí)際生活中的應(yīng)用，還不如說(shuō)

12、其實(shí)驗(yàn)原理在生活中的原理。其實(shí)驗(yàn)原理就是測(cè)該特定物質(zhì)的電導(dǎo)率，方法叫做電導(dǎo)法。電導(dǎo)法是以測(cè)量欲測(cè)溶液的電導(dǎo)為基礎(chǔ)的方法。溶液的電導(dǎo)在一定的條件下與存在于溶液中的離子數(shù)目、離子所帶的電荷數(shù)及其淌度有關(guān)。此法有極高的靈敏度,但由于溶液電導(dǎo)是存在于溶液中所有各種離子單獨(dú)電導(dǎo)的總和,因此其選擇性很差。它主要用于監(jiān)測(cè)水的純度、大氣中有害的氣體(如 SO2、CO2、HCl 和 HF 等)和測(cè)定弱酸的電離常數(shù)、難溶鹽的溶度積常數(shù)以及電導(dǎo)滴定等。基本原理電導(dǎo)和電導(dǎo)率金屬導(dǎo)體是通過(guò)電子的移動(dòng)來(lái)導(dǎo)電的。不同的導(dǎo)體具有不同的導(dǎo)電能力。導(dǎo)體的電導(dǎo) L 是其電阻 R 的倒數(shù),即L=1/R根據(jù)歐姆定律,導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度

13、 l(cm)成正比,而與其橫截面積 A(cm2)成反比第4章 蔗糖水解速率常數(shù)的測(cè)定4.1 實(shí)驗(yàn)原理某些有機(jī)化合物具有手性，即光學(xué)活性。有機(jī)化合物旋光性，可用旋光度來(lái)表示。物質(zhì)的旋光度與溶液的濃度、溶劑、溫度、旋光管的長(zhǎng)度和所用光源的波長(zhǎng)等有關(guān)。4.2 原理的應(yīng)用旋光法可用于各種光學(xué)活性物質(zhì)的定量測(cè)定或純度檢驗(yàn)。將樣品在指定的溶劑中配成一定濃度的溶液，由測(cè)得的旋光度算出比旋光度，與標(biāo)準(zhǔn)比較，或以不同濃度溶液制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出含量。旋光度測(cè)定法的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：1藥物鑒別具有旋光性的藥物,在“性狀”項(xiàng)下,一般都收載有“比旋度”醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)搜集整理的檢驗(yàn)項(xiàng)目.測(cè)定比旋度值可用來(lái)鑒別藥物或判斷藥物的純雜程度.中國(guó)藥典要求測(cè)定比旋度的藥物很多,如腎上腺素、硫酸奎寧、葡萄糖、丁溴東莨菪堿、頭孢噻吩鈉等.2雜質(zhì)檢查具有光學(xué)異構(gòu)體的藥物,一般具有相同的理化性質(zhì),但其旋光性能不同,一般有左旋體、右旋體和消旋體之分,通過(guò)測(cè)定藥物中雜質(zhì)的旋光度,可以對(duì)藥物的純度進(jìn)行檢查.3含量測(cè)定具有旋光性的藥物,特別是在無(wú)其他更好的方法測(cè)定其含量時(shí),可采用旋光度法測(cè)定.中國(guó)藥