四、实验步骤
1.读取当天实验室的温度 2.溶液的配制
将4个干燥的容量瓶编号,称量并记录空瓶质量。在空瓶内分别加入1ml,2ml,3ml,4ml的正丁醇在称重。然后加环己烷至刻度,称重。操作时应防止溶质、溶剂的挥发以及吸收性较大的水汽。为此,溶液配好后应迅速盖上瓶塞,并置于干燥器中。记录数据。 3.折光率的测定
用阿贝折射计测定自来水、环己烷及配制溶液的折射率,注意测定时各样品需要加样两次,读取数据,计算时取平均值。 4.介电常数的测定
本实验采用环己烷作为标准物质,其介电常数的温度公式为:
?环?2.023?0.0016(t?20)
式中,t为温度,℃。
打开电容测量仪,待读数稳定后,记录空气的电容值。分别测量空气、纯环己烷和配制的4个样品溶液的电容,记录测量的数据。每个样品测量两次,计算时取平均值。测量一个样品后,需用滤纸把残留样品吸干,才能继续性测量。 5.清洗、整理仪器
上述实验步骤完成后,确认实验数据的合理性。确认完毕,将剩余溶液回收,容量瓶、比重管、针筒洗净、吹干。整理实验台,仪器恢复实验前的摆放。
六、数据记录和处理 (一)数据记录
1. 实验室当天气温27.3℃ 2. 溶液的配制 项目 空瓶/g 1 21.8333 2 22.0563 23.8980 41.5033 6
3 19.8409 22.5187 39.3353 4 21.4963 25.0545 41.1109 加入正丁醇/g 22.7088 加入环己烷/g 41.1552
3. 折光率的测定
样品 n 第1次 第2次 n平均 环己烷 1.4214 1.4214 1.4214 水 1 1.3307 / / 1.4189 1.4188 1.4189 2 3 4 1.4095 1.4095 1.4095 1.4158 1.4124 1.4158 1.4158 1.4124 1.4124
3.介电常数的测定 C/pF 第1次 第2次 C平均 3.6 空气 环己烷 1 3.6 5.9 6.0 5.95 6.4 6.5 6.45 2 7.0 7.0 7.0 样品 3 7.3 7.2 7.25 4 7.6 7.4 7.5 (二)数据处理
1、实验试剂各物质的摩尔质量 M1环己烷C6H12:84
M2乙酸乙酯C4H9OH,分子量:88 2、折光率计算
①表一数据结果
溶液摩尔分数x的计算 空瓶(g) 空瓶+乙酸乙酯(g) 空瓶+乙酸乙酯+环己烷(g) 溶液中乙酸乙酯质量(g) 溶液中乙酸乙酯尔数(mol) 1.0ml 21.8333 22.7088 41.1552 0.8755 0.0099 7
2.0ml 22.0563 23.8980 41.5033 1.8417 0.0209 3.0ml 4.0ml 19.8409 21.4963 22.5187 25.0545 39.3353 41.1109 2.6778 0.0304 3.5582 0.0404
溶液中环己烷质量(g) 溶液中环己烷摩尔数(mol) 乙酸乙酯摩尔分数x2 溶液质量(g) 溶液密度(g/ml) 18.4464 0.2196 0.0433 19.3219 0.7729 17.6053 0.2096 0.0908 19.4470 0.7779 16.8166 16.0564 0.2002 0.1319 0.1911 0.1746
19.4944 19.6146 0.7798 0.7846
表二折光率实验数据 nI nII n平均 表三溶质摩尔分数x的计算
环己烷 0.5ml 1.0ml 1.5ml 2.0ml 环己烷 1.4214 1.4214 1.4214 1.0ml 1.4188 1.4189 1.4189 2.0ml 1.4158 1.4158 1.4158 3.0ml 1.4124 1.4124 1.4124 4.0ml 1.4095 1.4095 1.4095
n1,2 1.4214 1.4189 1.4158 1.4124 1.4095 x2 0.0000 0.0433 0.0908 0.1319 0.1746
②折射率n1.2和摩尔溶液分数x的工作曲线
由图像分析可知:斜率为c=-0.0692 截距为1.4217
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相关系数为 0.9965 3、介电常数的计算
①环境温度27.3℃ 空气电容 3.6(PF) ②表一电容数据
C1 (PF) C2 (PF) C平均(PF) ③环己烷介电常数
环己烷 5.90 6.00 5.95 1.0ml 6.40 6.50 6.45 2.0ml 7.00 7.00 7.00 3.0ml 7.30 7.20 7.25 4.0ml 7.60 7.40 7.50
?环?2.023?0.0016(t?20) ε=2.01132
Cx=1.28
C0= 2.32
③各溶液的介电常数
0.5ml 1.0ml 1.5ml 2.0ml 介电常数ε 2.226 2.463 2.571 2.678 x2 0.0433 0.0908 0.1319 0.1746
④介电常数ε-x2图像
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由图像分析可知;直线的斜率a=3.3842 截距是2.112 相关系数是0.966
④密度ρ-x2
0.5ml 1.0ml 1.5ml 2.0ml 密度ρ(g/ml) 0.7729 0.7779 0.7798 0.7846 x2 0.0433 0.0908 0.1319 0.1746
⑤密度ρ-x2曲线
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