物化实验课件.

上一内容下一内容回主目录返回205实验须知人身安全•1.安全仪器安全•2.签到—上交实验报告、本次实验预习笔记---点名---数据记录签字•3.实验结束—清洗干净所用到的仪器，洗手，打扫卫生（分组），整理实验台，关好门窗，水电1上一内容下一内容回主目录返回实验报告评分标准（100’）•课前预习（10’）（包括目的、原理与本节实验相关的知识点、不理解的部分记录）•卷面（10’）•实验数据处理部分（20’)•结果讨论与实验结论部分（40’）•思考题部分（8’+2）•实验报告互评（10’)•便利贴格式：A评B:该实验报告数据处理是否准确？结果讨论是否充分？有无误差来源分析？思考题回答是否准确？建议给70？80？还是重写?2上一内容下一内容回主目录返回上一内容下一内容回主目录返回一实验目的掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。熟悉特斯拉计的使用。上一内容下一内容回主目录返回二实验原理1.物质的磁化率物质在外磁场(H)中，被磁化并感生一附加磁场(H’)，当H’与H方向相同，叫顺磁性物质；H’与H方向相反，叫反磁性物质。物质的磁化可用磁化强度I来描述，I与外磁场强度H的比值：=I/H(1)式中，为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的宏观磁性质。上一内容下一内容回主目录返回二实验原理化学上，一般常用单位摩尔磁化率()表示物质的磁性质，它的定义是式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量；的单位是cm3·mol-12.磁化率与分子结构(1)反磁性物质：分子结构中无单电子，(2)顺磁性物质：分子结构中有单电子（自旋未配对电子）MMM0M反0顺反M通常χ顺比χ反大约1～3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM＞0。近似一M上一内容下一内容回主目录返回二实验原理顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律.203MAmNkT顺反顺磁性物质的μm与未成对电子数n的关系为式中，μB是玻尔磁子，其物理意义是:单个自由电子自旋所产生的磁矩μB=9.273×10-21erg·G-1＝9.273×10-28J·G-1＝9.273×24J·T-12nnBm宏观性质微观性质上一内容下一内容回主目录返回3.古埃法测定磁化率古埃磁天平中，天平左臂悬挂一样品管，管底部处于磁场强度最大的区域(H)，管顶端则位于场强最弱(甚至为零)的区域(H0)。整个样品管处于不均匀磁场中。设圆柱形样品的截面积为A，沿样品管长度方向上dz长度的体积Adz在非均匀磁场中受到的作用力dF为上一内容下一内容回主目录返回dd(d)()dHFAzHz式中，x为体积磁化率；H为磁场强度；dH/dz为场强梯度，积分整理上式得212FHAgW,MWMhA图20-1古埃磁天平示意图1.磁铁；2.样品管；3.天平。在非均匀磁场中，顺磁性物质受力向下所以增重；而反磁性物质受力向上所以减重。测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。设ΔW为施加磁场前后的称量差AHHF202021近似二近似三上一内容下一内容回主目录返回ΔW空管＋样品为样品管加样后在施加磁场前后的称量差(g)；ΔW空管为空样品管在施加磁场前后的称量差(g)；g为重力加速度(980cm·s-2)；h为样品高度(cm)；M为样品的摩尔质量(g·mol-1)；m为样品的质量(g)；H为磁极中心磁场强度(G)。202空管品空管MHgMmWWh代入上式得在精确的测量中，通常用莫尔氏盐来标定磁场强度，它的单位质量磁化率与温度的关系为：631950010()1mcmgT(6)上一内容下一内容回主目录返回小结.203MAmNkT顺反2nnBm202空管品空管MHgMmWWh通过天平测重量---求出宏观的磁化率---推导微观的永久磁矩---未成对电子数目—轨道哪些近似？上一内容下一内容回主目录返回古埃磁天平1套；特斯拉计1台；软质玻璃样品管4只；样品管架1个；直尺1只；角匙4只；广口试剂瓶4只；小漏斗4只。莫尔氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(分析纯)；FeSO4·7H2O(分析纯)；K3Fe(CN)6(分析纯)；CuSO4·5H2O(分析纯)。三、仪器试剂及装置图上一内容下一内容回主目录返回四、实验步骤1标定仪器常数①取空样品管悬挂在天平挂钩上并与磁极中心线平齐。准确称取空管的质量W空管(H=0)；和加磁场后空管的质量W’空管(H=H)。②将莫尔氏盐装入样品管，样品均匀填实至满。用直尺测量样品高度h。用与①中相同步骤称取W空管+样品(H=0)和W’空管+样品(H=H)。2.测定未知样品的摩尔磁化率χM同法分别测定FeSO4·7H2O，K3Fe(CN)6和CuSO4·5H2O的W空管(H=0)、W’空管(H=H)、W空管+样品(H＝0)和W’空管+样品(H＝H)。上一内容下一内容回主目录返回样品管一定要干净。ΔW空管＝W’空管(H=H)－W空管(H＝0)＞0时表明样品管不干净，应更换。装样时不要一次加满，应分次加入，边加边碰击填实后，再加再填实，尽量使样品紧密均匀。挂样品管的悬线不要与任何物体接触。加外磁场后，应检查样品管是否与磁极相碰。并保持试管底部在磁极的中心。五、注意事项上一内容下一内容回主目录返回六、数据处理1.将所测数据列表样品名称W空管/g(H=0)W空管/g(H=H)ΔW空管/gW空管+样品/g(H=0)W空管+样品/g(H=H)ΔW空管+样品/gW样品/g样品高度/cm摩尔氏盐硫酸亚铁亚铁氰化钾硫酸铜上一内容下一内容回主目录返回1.根据（6）计算摩尔氏盐室温下的χM；2.根据实验数据和(5)式计算外加磁场强度H。3.计算三个样品的摩尔磁化率χM、永久磁矩μm和未配对电子数n。4.根据μm和n讨论络合物中心离子最外层电子结构和配键类型。六、数据处理上一内容下一内容回主目录返回（1）本实验在测定xm时作近似处理。（2）首先要用莫尔氏盐来标定磁场强度。（3）样品的填充高度和密度对测量结果有影响。（4）样品管一定要干净。七、实验成败的关键上一内容下一内容回主目录返回八、实验讨论1.从磁性的测量中还可以得到一系列其他的信息。例如测定物质磁化率对温度和磁场强度的依赖性可以判断是顺磁性、反磁性或铁磁性的定性结果。对合金磁化率的测定可以得到合金的组成，也可研究生物体系中血液的成分等等。2.磁化率的单位从CGS磁单位制改用国际单位SI制，必须注意换算关系。质量磁化率、摩尔磁化率的换算关系分别为：1m3·kg-1(SI单位)=1/4103cm3·g-1(CGS电磁制)1m3·mol-1(SI单位)=1/4106cm3·mol-1(CGS电磁制)上一内容下一内容回主目录返回1.本实验在测定χM时作了哪些近似处理?2.为什么要用莫尔氏盐来标定磁场强度?3.样品的填充高度和密度对测量结果有何影响?4.在磁化率的测定试验中，如果测量出的说明什么问题？怎样处理？5.在磁化率的测定试验中为什么要将试管中的均匀填实，不留空隙？九、思考题上一内容下一内容回主目录返回2019/12/22上一内容下一内容回主目录返回一实验目的•测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能。•初步认识复杂反应机理，了解复杂反应表观速率常数的求算方法。•掌握分光光度计的使用方法。上一内容下一内容回主目录返回二实验原理CH3CCH3OI2H+CH3CCH2IOIH++++AE一般认为该反应按以下两步进行的：CH3CCH3OH+CH3CCH2OHABCH3CCH2OHI2CH3CCH2IOIH++++EB慢快上一内容下一内容回主目录返回如果以碘化丙酮浓度的增加来表示丙酮碘化反应的速率，则此反应的动力学方程式可表示为：HAEddCkCtCtCtCEdddd2I又有若在反应过程中，丙酮的浓度远大于碘的浓度且催化剂酸的浓度也足够大时，则可把丙酮和酸的浓度看作不变（孤立浓度法—100倍）BtCkCCHAI2二实验原理上一内容下一内容回主目录返回T＝I/I0按照朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律同时2lgIdCTBtCdCkTHAlg则有当CA与CH+浓度已知时，只要测出不同时刻丙酮、酸、碘的混合液对指定波长的透光率，就可以利用上式求出反应的总速率常数k。二实验原理BtCkCCHAI2上一内容下一内容回主目录返回•设反应速率方程为：•将其中某一反应物的浓度加倍可得2HddIAECCkCtCV2)2(1IHACCCkv211VVBtCdCkTHAlg根据v/v1数值分别可以求各反应级数上一内容下一内容回主目录返回小结BtCdCkTHAlgk2)2(1IHACCCkv2HddIAECCkCtCV211VVαβγ上一内容下一内容回主目录返回三仪器试剂仪器：分光光度计1套；容量瓶(25mL)4只；比色皿3个；移液管(5mL)3只；停表1块药品：碘溶液(含10%KI)(0.01mol·dm-3)；标准盐酸溶液(1mol·dm-3)；丙酮溶液(2mol·dm-3)上一内容下一内容回主目录返回三仪器试剂上一内容下一内容回主目录返回1.仪器参数εd标定：a.实验准备开启有关仪器，分光光度计要预热30min（光学仪器均要预热）取1个洁净的25mL容量瓶，用移液管移入2.5mlI2溶液，用蒸馏水稀释至刻度四实验步骤b.透光率100%的校正分光光度计波长调在565nm；控制面板上工作状态调在透光率档。比色皿中装入蒸馏水，在光路中放好，调节蒸馏水的透光率为100%。c.测量εd值：取碘溶液注入比色皿，置于光路中，测其透光率。上一内容下一内容回主目录返回2.测定丙酮碘化反应的速率常数取2.5ml碘溶液，2.5mlHCl和2.5ml丙酮溶液，置于25ml的容量瓶中，用水稀释至刻度，混合均匀。后倒入比色皿少许，洗涤三次倾出。然后再装入比色皿，用擦镜纸擦去残液，置于光路中，测定透光率，并同时开启停表。以后每隔1min读一次透光率，直到光点指在透光率100%为止。四实验步骤上一内容下一内容回主目录返回3.测定各反应物的反应级数编号2mol·dm-3丙酮溶液1mol·dm-3盐酸溶液0.03mol·dm-3碘溶液25mL2.5mL2.5mL32.5mL5mL2.5mL42.5mL2.5mL1.25mL测定方法同步骤2，不要忘记记录实验温度。四实验步骤上一内容下一内容回主目录返回五注意事项温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温碘溶液见光易分解，故从溶液的配置到测量应尽量迅速；该实验只是测定反应开始一段时间的吸光度，故反应液充分混合后应该迅速进行测定；测量时尽量不要放在光路上等待；样品不可装满比色皿，三分之二即可；防止酸液腐蚀仪器；计算K时要用到丙酮和酸溶液初始浓度，因此要准确配置上一内容下一内容回主目录返回1.把实验数据填入下表：C(I2)＝；T＝；lgT＝；εd＝。六数据处理2.将lgT对时间t作图，得一直线，从直线的斜率，可求出反应的速率常数。3.反应级数的求算：由实验步骤2、3中测得的数据，分别以lgT对t作图，得到四条直线。求出各直线斜率，即为不同起始浓度时的反应速率，代入可求出α，β，γ。1VV上一内容下一内容回主目录返回思考题1.本实验中，是将丙酮溶液加到盐酸和碘的混合液中，但没有立即计时，而是当混合物稀释至50mL，摇匀倒入恒温比色皿测透光率时才开始计时，这样做是否影响实验结果？为什么？2.本实验中，丙酮碘化对碘按几级反应处理，为什么？