物理化學(xué)實驗講座物理化學(xué)實驗是研究物質(zhì)的物理性質(zhì)以及這些物理性質(zhì)與其化學(xué)反響間關(guān)系的一門實驗科學(xué)。但由于儀器和感覺器官的限制，實驗測得的數(shù)據(jù)只能到達(dá)一定程度的準(zhǔn)確性。因此，在著手實驗之前了解測量所能到達(dá)的準(zhǔn)確度，以及在實驗以后合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，都必須具有正確的誤差概念。在此根底上通過誤差分析，尋找適當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ǎx用最適合的儀器及量程，得出測量的有利條件。

在實驗研究工作中，一方面要擬定實驗的方案，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ê鸵欢ň鹊膬x器進(jìn)行測量；另一方面必須將測得的數(shù)據(jù)加以整理歸納、科學(xué)地分析，并尋求被研究體系變量間的關(guān)系規(guī)律。主要內(nèi)容前言誤差分析數(shù)據(jù)處理前言一、物理化學(xué)實驗?zāi)康暮鸵蠖?、物理化學(xué)實驗本卷須知三、物理化學(xué)實驗報告的寫法五、物理化學(xué)實驗的考核和成績評定四、物理化學(xué)實驗室平安知識一、物理化學(xué)實驗?zāi)康暮鸵蟆?〕驗證和加深對物理化學(xué)根本理論和概念的理解；1、物理化學(xué)實驗的目的

〔2〕掌握物理化學(xué)實驗的根本方法和技能以及常用儀器的構(gòu)造、原理和使用方法；〔3〕學(xué)會仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，正確記錄、處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果；〔4〕從而提高獨(dú)立進(jìn)行化學(xué)研究實驗的能力。2、物理化學(xué)實驗的要求預(yù)習(xí)內(nèi)容如下：A、認(rèn)真閱讀實驗內(nèi)容及相關(guān)資料；B、掌握實驗的目的和原理；C、了解所用儀器的構(gòu)造和使用方法?！?〕準(zhǔn)備實驗預(yù)習(xí)本一個〔2〕作好預(yù)習(xí)寫好預(yù)習(xí)報告〔包括實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗原理、簡明操作步驟、本卷須知、設(shè)計一個數(shù)據(jù)記錄及計算結(jié)果的表格〕。進(jìn)入實驗室前由老師檢查合格前方可進(jìn)行實驗〔4〕對實驗數(shù)據(jù)的要求

實驗結(jié)果必須經(jīng)教師檢查，數(shù)據(jù)不合格的應(yīng)及時返工重做，直至獲得滿意結(jié)果；實驗數(shù)據(jù)應(yīng)隨時記錄在預(yù)習(xí)報告的表格中，記錄數(shù)據(jù)要實事求是，詳細(xì)準(zhǔn)確，且注意整潔清楚，不得任意涂改?！?〕對實驗報告的要求〔3〕對實驗操作的要求儀器的使用要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，對于實驗操作步驟，通過預(yù)習(xí)應(yīng)心中有數(shù)，嚴(yán)禁“抓中藥〞式的操作。實驗過程中要仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，嚴(yán)格控制實驗條件，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)仔細(xì)查明原因，或請教指導(dǎo)教師幫助分析處理。實驗?zāi)康拿鞔_、原理清楚、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、作圖合理、結(jié)果正確、討論深入和字跡清楚等?！?〕認(rèn)真聽取老師講解；〔2〕核對儀器和藥品，對不熟悉的儀器和設(shè)備，應(yīng)先仔細(xì)閱讀說明書或請教指導(dǎo)老師；〔3〕嚴(yán)格按照教材或老師所述進(jìn)行操作，如有更改，須征得老師同意；〔5〕細(xì)心操作，認(rèn)真觀察，詳細(xì)記錄，積極思考；〔4〕公用儀器和藥品用畢應(yīng)立即放回原處，不要隨意亂放；二、物理化學(xué)實驗本卷須知〔5〕注意平安，保護(hù)儀器，節(jié)約藥品水電，保持室內(nèi)安靜整潔衛(wèi)生，不亂丟亂倒雜物廢液，不大聲談笑嬉鬧，不到處亂走亂動；〔6〕實驗完畢后，將實驗數(shù)據(jù)交老師檢查，然后才結(jié)束實驗，清理儀器、桌面，經(jīng)老師同意后才能離開實驗室；〔7〕值日生清掃地面，檢查水、電、氣、窗、門是否關(guān)閉，確保實驗室平安。實驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：A、實驗?zāi)康?；B、實驗原理；C、實驗裝置簡圖；D、簡明操作步驟；E、數(shù)據(jù)處理〔數(shù)據(jù)處理應(yīng)有原始數(shù)據(jù)記錄表和計算結(jié)果表示表(有時二者可合二為一)，需要計算的數(shù)據(jù)必須列出計算式，對于多組數(shù)據(jù)，可列出其中一組數(shù)據(jù)的計算式?！矲、作圖〔要求用坐標(biāo)紙，坐標(biāo)表示的意義及單位等〕G、結(jié)果討論〔主要包括對實驗現(xiàn)象的分析解釋，查閱文獻(xiàn)的情況，對實驗結(jié)果誤差的定性分析或定量計算，對實驗的改進(jìn)意見和做實驗的心得體會等?！橙⑽锢砘瘜W(xué)實驗報告的寫法量氣裝置裝配圖圖125℃時ln(V-Vt)~t圖

四、物理化學(xué)實驗室平安知識主要結(jié)合物理化學(xué)實驗的特點(diǎn)介紹平安用電、使用化學(xué)藥品的平安防護(hù)等知識。1.平安用電常識違章用電常?？赡茉斐扇松韨?、火災(zāi)、損壞儀器設(shè)備等嚴(yán)重事故。物理化學(xué)實驗室使用電器較多，特別要注意平安用電。下表列出了50Hz交流電通過人體的反響情況。不同電流強(qiáng)度時的人體反響電流強(qiáng)度/mA1～1010～2525～100100以上人體反應(yīng)麻木感肌肉強(qiáng)烈收縮呼吸困難甚至停止呼吸

心臟心室纖維性顫動，死亡

(1)防止觸電A、不用潮濕的手接觸電器。B、電源裸露局部應(yīng)有絕緣裝置(例如電線接頭處應(yīng)裹上絕緣膠布)C、所有電器的金屬外殼都應(yīng)保護(hù)接地。D、實驗時，應(yīng)先連接好電路后才接通電源。實驗結(jié)束時，先切斷電源再拆線路。E、修理或安裝電器時，應(yīng)先切斷電源。F、不能用試電筆去試高壓電。使用高壓電源應(yīng)有專門的防護(hù)措施。G、如有人觸電，應(yīng)迅速切斷電源，然后進(jìn)行搶救。為了保障人身平安，一定要遵守實驗室平安規(guī)那么。(2)防止引起火災(zāi)A、使用的保險絲要與實驗室允許的用電量相符。B、電線的平安通電量應(yīng)大于用電功率。C、室內(nèi)假設(shè)有氫氣、煤氣等易燃易爆氣體，應(yīng)防止產(chǎn)生電火花。D、如遇電線起火，立即切斷電源，用沙或二氧化碳、四氯化碳滅火器滅火，禁止用水或泡沫滅火器等導(dǎo)電液體滅火。(3)防止短路A、線路中各接點(diǎn)應(yīng)牢固，電路元件兩端接頭不要互相結(jié)觸，以防短路。B、電線、電器不要被水淋濕或浸在導(dǎo)電液體中，例如實驗室加熱用的燈泡接口不要浸在水中。(4)電器儀表的平安使用A、在使用前，先了解電器儀表要求使用的電源是交流電還是直流電;是三相電還是單相電以及電壓的大小(380V、220V、110V或6V)。須弄清電器功率是否符合要求及直流電器儀表的正、負(fù)極。B、儀表量程應(yīng)大于待測量。假設(shè)待測量大小不明時，應(yīng)從最大量程開始測量。C、實驗之前要檢查線路連接是否正確。經(jīng)教師檢查同意前方可接通電源。D、在電器儀表使用過程中，如發(fā)現(xiàn)有不正常聲響，局部溫升或嗅到絕緣漆過熱產(chǎn)生的焦味，應(yīng)立即切斷電源，并報告教師進(jìn)行檢查。2.使用化學(xué)藥品的平安防護(hù)〔1)實驗前，應(yīng)了解所用藥品的毒性及防護(hù)措施?！?)操作有毒氣體(如H2S、Cl2、Br2、NO2、濃HCl和HF等)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行?！?)苯、四氯化碳、乙醚、硝基苯等的蒸氣會引起中毒。所以應(yīng)在通風(fēng)良好的情況下使用?！?)有些藥品(如苯、有機(jī)溶劑、汞等)能透過皮膚進(jìn)入人體，應(yīng)防止與皮膚接觸?！?)氰化物、高汞鹽(HgCl2、Hg(NO3)2等)、可溶性鋇鹽(BaCl2)、重金屬鹽(如鎘、鉛鹽)、三氧化二砷等劇毒藥品，應(yīng)妥善保管，使用時要特別小心?！?)禁止在實驗室內(nèi)喝水、吃東西。飲食用具不要帶進(jìn)實驗室，以防毒物污染，離開實驗室及飯前要冼凈雙手。五、物理化學(xué)實驗的考核和成績評定考核是保證本課程到達(dá)預(yù)期教學(xué)目的的補(bǔ)充環(huán)節(jié)。平時實驗考核記分占總分?jǐn)?shù)的64%，學(xué)習(xí)結(jié)束時筆試占總分?jǐn)?shù)的16%、操作考試占總分?jǐn)?shù)的20%。平時每次實驗的考核按下表進(jìn)行：實驗項目：時間:考核老師:班級姓名預(yù)習(xí)（20%）操作（50%）報告（30%）態(tài)度總成績態(tài)度包括：1、無故缺席，該實驗記為“0〞分；2、編造假數(shù)據(jù)，該實驗不及格；3、自己不處理數(shù)據(jù)，抄別人的報告，將自己的報告給別人抄，雙方實驗不及格；4、無故遲到、早退扣分；5、不專心做實驗，看與實驗無關(guān)的書報或做其它事扣分；6、不注意清潔、整齊扣分；7、不遵守實驗室規(guī)章制度，無故損壞儀器扣分，作情賠償。Ⅱ、誤差分析一、誤差的有關(guān)概念二、誤差的表達(dá)三、有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)那么四、間接測量結(jié)果的誤差計算由于儀器和感覺器官的限制，實驗測得的數(shù)據(jù)只能到達(dá)一定程度的準(zhǔn)確性。因此，在著手實驗之前了解測量所能到達(dá)的準(zhǔn)確度，以及在實驗以后合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，都必須掌握誤差的有關(guān)概念。一、誤差的有關(guān)概念

通過儀器測量某種物理量，儀器所示值即為測量值，在一定條件下，被測物理量客觀存在的值成為真實值〔真值〕。測量次數(shù)無限多時，根據(jù)正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等的誤差分布定律，在不存在系統(tǒng)誤差的情況下，它們的平均值極為接近真值。故在實驗科學(xué)中真值的定義為無限屢次測量值的平均值。但實際測定的次數(shù)總是有限的，由有限次數(shù)求出的平均值，只能近似地接近于真值，可稱此平均值為最正確值〔或可靠值〕。1、測量值、真值和平均值

〔1〕算術(shù)平均值這種平均值最常用?！?〕均方根平均值常用的平均值有下面幾種：設(shè)x1、x2、…、xn為各次的測量值，n代表測量次數(shù)?！?〕幾何平均值〔4〕加權(quán)平均值根據(jù)性質(zhì)及產(chǎn)生原因的不同可將誤差分為三類，即系統(tǒng)誤差、偶然誤差、過失誤差。誤差是指測量值與真值之差，真值往往不知道，引入了偏差的概念〔偏差那么是指測量值與平均值〔或文獻(xiàn)值〕之差，習(xí)慣上常將兩者混用〕。2、何謂誤差

3、誤差分類

4、各自的特點(diǎn)

系統(tǒng)誤差是由一定原因引起的恒定偏差，它使結(jié)果恒偏大或恒偏小，其數(shù)值總可設(shè)法加以確定，故在多數(shù)情況下其影響可用改正量來校正。又分方法誤差〔如反響不完全，采用了某些假定或近似公式〕、儀器誤差〔如刻度不準(zhǔn)〕、試劑誤差〔如試劑不純〕、個人誤差〔如按秒表時總是按得較快或較慢〕。不能靠增加測量次數(shù)加以消除。只有不同實驗者用不同方法、不同儀器所得數(shù)據(jù)相符合，才可認(rèn)為其已根本消除。決定測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。偶然誤差和過失誤差偶然誤差是由實驗時許多不能預(yù)料的因素〔如實驗者感官靈敏度有限、操作技巧不熟練、儀器最小分度限制、外界條件波動〕引起的隨機(jī)誤差，其值時正、時負(fù)、時大、時小，它在實驗中總是存在的，無法完全防止，但服從幾率分布。偶然誤差決定測量結(jié)果的精密度。過失誤差是由于實驗者粗心大意、操作不當(dāng)所引起〔如讀錯、記錯、算錯〕，是可以且應(yīng)該完全防止的。二、誤差的表達(dá)

1、準(zhǔn)確度和精密度(重現(xiàn)性)準(zhǔn)確度表示測量值與真值的接近程度。在科學(xué)測量中，真值是未知的，通常以屢次測量所得的算術(shù)平均值或文獻(xiàn)值來代替〔在沒有系統(tǒng)誤差時，測量次數(shù)越多，算術(shù)平均值越接近真值〕。精密度表示各測量值互相接近的程度。準(zhǔn)確度好，精密度一定高；相反，精密度高，準(zhǔn)確度不一定好。2、絕對誤差(簡稱誤差)和相對誤差絕對誤差的單位與被測量相同，相對誤差那么無因次，故不同物理量的相對誤差可以互相比較，因此評定測量結(jié)果的精密程度以相對誤差更為合理。絕對誤差是測量值與真值之差，相對誤差是絕對誤差與真值之比，即絕對誤差=測量值–真值相對誤差=絕對誤差/真值3、平均誤差、標(biāo)準(zhǔn)誤差(均方根誤差)、或然誤差〔2〕標(biāo)準(zhǔn)誤差〔1〕平均誤差〔3〕或然誤差〔4〕以上三種均可用來表示測量的精密度，但數(shù)值上略有不同，其關(guān)系是：例：壓力的五次測量結(jié)果(單位為Pa)為：98294,98306,98298,98301,98291。試求其精密度。解：算術(shù)平均值平均誤差相對平均誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差相對標(biāo)準(zhǔn)誤差故上述壓力測量值的精密度為：98298±4Pa〔或98298±6Pa〕或記為：98298Pa±0.004%〔或98298Pa±0.006%〕4、可疑測量值的舍棄〔1〕從概率論可知大于3σ的誤差的出現(xiàn)概率只有0.3%，故通常把這一誤差稱為極限誤差，即極限誤差=3σ〔2〕如果個別測量的誤差超過3σ，那么可認(rèn)為是過失誤差引起而將其舍棄?！?〕實際測量次數(shù)不多，概率論已不適用，為此，提出一個簡單的判斷法，即略去可疑值后，計算其余各測量值的平均值和平均誤差，然后計算可疑值與平均值之差，如果那么此可疑值可以舍棄，因為這種測量值存在的概率大約只有0.1%。例：質(zhì)量的五次測量結(jié)果〔單位為g〕為：0.1914，0.1953，0.1957，0.1947，0.1943。試問數(shù)據(jù)0.1914能否舍棄？解：略去0.1914后，其余各值的算術(shù)平均值因故0.1914可以舍棄。5、有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)那么有效數(shù)字是指測量中實際能測量到的數(shù)字，它包括測量中全部準(zhǔn)確數(shù)字和一位估計數(shù)字。有效數(shù)字的位數(shù)反映測量的準(zhǔn)確程度，它與測量中所用儀器有關(guān)。如一滴定管的讀數(shù)為22.47ml，其中前面三位是準(zhǔn)確的，最后一位是估計的〔如無注明，一般認(rèn)為最后一位數(shù)字的不確定范圍為±2，即22.47±0.02ml〕?！?〕記錄測量數(shù)據(jù)時一般只保存一位可疑數(shù)字(誤差一般只有一位有效數(shù)字，最多兩位)?！?〕誤差的最后一位應(yīng)與任一個物理量有效數(shù)字的最后一位劃齊。如1.35±0.01，237.46±0.12，R=(8.314510±0.000070)J.K-1.mol-1?！?〕確定有效數(shù)字位數(shù)時應(yīng)注意“0〞這個符號。如0.0015kg、1.500g〔4〕第一位有效數(shù)字為8或9時，其有效數(shù)字位數(shù)可計多一位。如8.314〔5〕運(yùn)算中舍去多余數(shù)字時采用四舍五入法〔四舍六入逢五尾留雙〕。如27.0255保存五位有效數(shù)字27.026〔6〕加減運(yùn)算時，計算結(jié)果有效數(shù)字的末位的位置應(yīng)與各項中絕對誤差最大的那項相同〔即保存各小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字位數(shù)應(yīng)與其中最小者相同〕。如13.75+0.0084+1.642=13.75+0.01+1.64=15.40〔7〕乘除運(yùn)算時，所得的積或商的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與各項中有效數(shù)字位數(shù)最少〔即相對誤差最大〕者相同。如1.751×0.0191÷9.1=1.75×0.0191÷9.1=0.00367或=0.003675175=0.00368〔8〕對數(shù)運(yùn)算時，所取對數(shù)位數(shù)〔對數(shù)首數(shù)除外〕應(yīng)與真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同。如lg317.2=2.5013，ln7.1×1028=66.43，1.652=lg44.9〔9〕計算平均值時，假設(shè)為四個或四個以上數(shù)取平均，那么平均值的有效數(shù)字位數(shù)可計多一位?！?0〕計算式中的常數(shù)如π、e及乘子如100、1/3和一些取自手冊的常數(shù)如L、R，其有效數(shù)字位數(shù)可認(rèn)為無限制，需要幾位就寫幾位?！?1〕計算中間各步各數(shù)值可保存位數(shù)較以上規(guī)那么多一位，以免屢次四舍五入引起誤差積累放大，但最后結(jié)果仍只保存其應(yīng)有的位數(shù)。如0.663(78.24+5.5)/(881-851)=0.663×83.74/30=1.85=1.86、間接測量結(jié)果的誤差計算設(shè)某個物理量u是從直接測量x和y而求得，其函數(shù)關(guān)系為u=F(x,y)(測量x、y時的平均誤差分別為Δx、Δy)。將上式微分，得設(shè)Δx，Δy足夠小，并考慮到最不利情況下誤差積累而取其絕對值，那么u的平均誤差為相對平均誤差為函數(shù)關(guān)系平均誤差相對平均誤差u=x+y±(|Δx|+|Δy|)±(|Δx|+|Δy|)/(x+y)u=x–y±(|Δx|+|Δy|)±(|Δx|+|Δy|)/(x–y)u=xy±(y|Δx|

+x|Δy|)±(|Δx|/x+|Δy|/y)u=x/y±(y|Δx|+x|Δy|)/y2±(|Δx|/x+|Δy|/y)u=xn±nxn–1Δx±nΔx/xu=lnx±Δx/x±Δx/(xlnx)表1局部函數(shù)的平均誤差和相對平均誤差例：以環(huán)己烷為溶劑，用凝固點(diǎn)降低法測定萘的相對分子質(zhì)量，按下式計算

式中直接測量值為WB、WA、T0、T。試求M的測量誤差。解：設(shè)Kf=20.0,溶質(zhì)質(zhì)量WB=0.2072g，電子天平稱量誤差ΔWB=0.0003g；溶劑質(zhì)量WA=19.38g，移液管移取誤差ΔWA=0.02g,凝固點(diǎn)降低值ΔTf=T0–T=1.697K，測量誤差Δ(T0–T)=|ΔT0|+|ΔT|=0.008K。那么其相對誤差為=±(0.0003/0.2072+0.02/19.38+0.008/1.697)=±(0.0014+0.0010+0.0047)=±0.0071ΔM=0.126×(±0.0071)=±0.001kg/mol對于標(biāo)準(zhǔn)誤差，設(shè)函數(shù)為：u=F(x,y,…)，式中x,y,…的標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為σx,σy,…，那么u的標(biāo)準(zhǔn)誤差為:函數(shù)關(guān)系絕對標(biāo)準(zhǔn)誤差相對標(biāo)準(zhǔn)誤差u=x±yu=xyu=x/y同上u=xnu=lnx表2局部函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差

例：用理想氣體方程式T=PV/nR測定溫度T，由直接測量得P、V、n的數(shù)據(jù)及其精密度為：P=6666Pa，σP=±13Pa；V=1000.0cm3，σV=±0.1cm3；n=0.0100mol，σn=±0.0001mol。試求T測量的精密度。解：T=PV/nR=6666×1000×10–6/(0.0100×8.3145)=80.2K其相對誤差為：故σT=80.2×(±0.010)=±0.8K

Ⅲ、數(shù)據(jù)處理一、列表法二、圖解法三、方程式法一、列表法

將實驗數(shù)據(jù)列成表格，排列整齊，使人一目了然。這是數(shù)據(jù)處理中最簡單的方法，列表時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①表格要有名稱、編號。②每行(或列)的開頭一欄都要列出物理量的名稱和單位，并把二者表示為相除的形式。因為物理量的符號本身是帶有單位的，除以它的單位，即等于表中的純數(shù)字。③數(shù)字要排列整齊，小數(shù)點(diǎn)要對齊，公共的乘方因子應(yīng)寫在開頭一欄與物理量符號相乘的形式，并為異號。④表格中表達(dá)的數(shù)據(jù)順序為：由左到右，由自變量到因變量，可以將原始數(shù)據(jù)和處理結(jié)果列在同一表中，但應(yīng)以一組數(shù)據(jù)為例，在表格下面列出算式，寫出計算過程。

⑤一般采用三線表格。表3溫度和鹽酸濃度對蔗糖水解速率常數(shù)的影響〔蔗糖濃度均為10%〕HCl/mol·dm-3k298K/10-3min-1或103k298K/min-1k308K/10-3min-1k318K/10-3min-10.05020.41691.7386.2130.25122.2559.35535.860.41374.04317.0060.620.900011.1646.76148.8二、圖解法作圖法可更形象地表達(dá)出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，如極大值、極小值、拐點(diǎn)等，并可進(jìn)一步用圖解求積分、微分、外推、內(nèi)插值。作圖應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：坐標(biāo)紙的選擇與橫縱坐標(biāo)確實定。常用直角坐標(biāo)紙，以自變量為橫軸，因變量為縱軸。目前均使用Origin軟件作圖。坐標(biāo)的范圍。要恰能包括全部測量數(shù)據(jù)或稍有余地，不一定從零開始〔外推法時橫軸那么應(yīng)從零開始〕。如測得不同濃度溶液的蒸氣壓數(shù)據(jù)為：xB0.020.200.300.580.781.00P/kPa17.1618.3219.2920.6421.6023.00作圖時可取xB為橫坐標(biāo)，范圍在0~1.00；P為縱坐標(biāo)，范圍在15.0~25.0kPa。比例尺的選擇。要能表示全部有效數(shù)字，以便與測量的準(zhǔn)確度相適應(yīng)。為此，坐標(biāo)每小格應(yīng)能表示測量值的最末一位可靠數(shù)字，同時，每小格所對應(yīng)的數(shù)值最好為1、2、5或是這些數(shù)的10n〔n為整數(shù)〕，以便于描點(diǎn)、讀數(shù)和計算。畫坐標(biāo)軸。標(biāo)明名稱、單位、刻度。描點(diǎn)、連線。先將各點(diǎn)用鉛筆以×、Ο、Δ等符號標(biāo)出〔不同組測量值點(diǎn)用不同符號表示并注明，符號的大小表示誤差的范圍〕，再用曲線板將各點(diǎn)連成均勻平滑的曲線。假設(shè)為直線，須求重心坐標(biāo)，過重心坐標(biāo)畫直線，使測量值點(diǎn)盡可能分布在直線上或均勻分布于直線兩惻。寫圖名。如上述溶液蒸氣壓數(shù)據(jù)最后作圖如右：圖1溶液蒸氣壓和物質(zhì)B的濃度關(guān)系圖(0.48,20.0)圖1環(huán)己烷的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系圖圖1環(huán)己烷的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系圖圖1環(huán)己烷的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系圖圖1環(huán)己烷的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系圖M(x1,y1)??N(x2,y2)直線斜率：k=〔y2-y1)/(x2-x1)注意：1.M，N點(diǎn)必須是直線上的點(diǎn)，但不一定是實驗點(diǎn)。2.選取比較容易讀的點(diǎn)求斜率。在數(shù)據(jù)處理中，經(jīng)常要在曲線某點(diǎn)作切線，常用鏡像法鏡像法：假設(shè)在曲線某點(diǎn)O作切線，可取一平面鏡垂直放在圖紙上，使鏡邊AB交曲線于O點(diǎn)，繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動平面鏡，直至鏡外曲線與鏡像中曲線連成光滑的曲線時，沿AB鏡邊作直線即是法線，作此法線的垂直線即為切線。如圖2所示。AB圖2鏡像法作切線的示意圖OOriginOrigin軟件從它誕生〔Origin1.0版本，現(xiàn)在已推出Origin8.0版本〕以來，由于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖形化功能，已被化學(xué)工作者廣泛應(yīng)用。Origin軟件的主要功能和用途包括：對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)處理和一般的統(tǒng)計分析，如計數(shù)、排序、求平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差、t檢驗、快速傅立葉變換、比較兩列均值的差異、進(jìn)行回歸分析等。此外還可用數(shù)據(jù)作圖，用圖形顯示不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，用多種函數(shù)擬合曲線等等。1、啟動2、導(dǎo)入數(shù)據(jù)3、選定區(qū)域4、畫圖5、坐標(biāo)確定6、曲線擬合Origin作圖軟件使用簡介三、方程式法該法是將實驗中各變量間的關(guān)系用函數(shù)的形式表達(dá)出來。建立經(jīng)驗方程式的根本步驟是：將實驗測定的數(shù)據(jù)加以整理和校正——列表；選出自變量和因變量并繪出曲線——圖解；由曲線的形狀，根據(jù)解析幾何的知識，判斷曲線的類型；確定公式的形式，表達(dá)成y=a+bx+cx2+···的多項式，多項式項數(shù)的多少以結(jié)果能表示的精密度在實驗誤差范圍內(nèi)為準(zhǔn)，或者將曲線變換成直線關(guān)系，常見的線性轉(zhuǎn)換例子如下表：表4常見的線性轉(zhuǎn)換關(guān)系方程式變換直線化后得到的方程式y(tǒng)=aebxY=lnyY=lna+bxy=axbY=lny，X=lnxY=lna+bXy=1/(a+bx)Y=1/yY=a+bxy=x/(a+bx)Y=x/yY=a+bx用圖解法、計算法確定經(jīng)驗方程式中的常數(shù)。如確定簡單方程y=a+bx中的常數(shù)a和b。*圖解法：在直角坐標(biāo)紙上用實驗數(shù)據(jù)作y–x圖得一直線，根據(jù)直線的截距和斜率可求得a和b。*計算法：由于測定值有偏差，假設(shè)定義第i組數(shù)據(jù)的殘差δi=a+bxi–yii=1,2,3,···,n可通過殘差處理求得a和b。對殘差的處理又有兩種方法：平均法和最小二乘法。平均法：令殘差的代數(shù)和等于零，即

將n組數(shù)據(jù)分成數(shù)目相等或接近相等的兩組，并迭加起來，得

從而求得a和b。

例：實驗測得(x，y)的八組數(shù)據(jù)如下。假設(shè)x、y之間為線性關(guān)系y=a+bx，試確定其常數(shù)a和b。

解：據(jù)殘差和Σ(a+bxi–yi)=0(1,3.0)、(3,4.0)、(8,6.0)、(10,7.0)4a+22b–20.0=0(13,8.0)、(15,9.0)、(17,10.0)、(20,11.0)4a+65b–38.0=04a+32b–24.0=04a+55b–34.0=0a=2.52a=2.70b=0.435b=0.419最小二乘法：這是最準(zhǔn)確的方法，其根據(jù)是在有限次測量中最正確結(jié)果應(yīng)使標(biāo)準(zhǔn)誤差最小，也即殘差的平方和為最小，即

使Δ為最小的必要條件為

從而求得a和b。如上例可得：8a+87b–58.0=087a+1257b–762.0=0a=2.66b=0.422溫度的測量及控制技術(shù)溫標(biāo)溫標(biāo)是溫度數(shù)值化的標(biāo)尺。攝氏溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)為0度，純水沸點(diǎn)為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號為℃。華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)為32度，純水沸點(diǎn)為212度，中間等分180格，每格為華氏1度，符號為℉。它與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為：熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)亦稱“開爾文溫標(biāo)〞、“絕對溫標(biāo)〞。是由開爾文首先引入的。它是建立在熱力學(xué)第二定律根底上的一種和測溫質(zhì)無關(guān)的理想溫標(biāo)，單位為“開爾文〞，國際符號為k。定義：1K等于水的三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16。由于水的三相點(diǎn)在攝氏溫標(biāo)上0.01℃，所以0℃=273.15K。熱力學(xué)溫標(biāo)的零點(diǎn)，即絕對零度，記為“0K〞。攝氏溫標(biāo)(T)與熱力學(xué)溫標(biāo)(t)之間的換算關(guān)系為：T＝t＋273.15，式中T的單位為K，t的單位為℃。溫度的測量—溫度計(一〕水銀溫度計水銀溫度計是常用的測溫工具。其使用范圍為-35?C~360?C,如果采用石英玻璃，并充以80×105Pa的氮?dú)?，那么可將上限溫度提?00?C。高溫水銀溫度計的頂部有一個平安泡，防止毛細(xì)管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)過大而引起貯液泡的破裂。水銀溫度計的種類和使用范圍供量熱學(xué)用：由9?C~15?C、12~18?C、15~21?C、18~24?C、20~30?C等等，每分度為0.01?C。目前廣泛應(yīng)用間隔為1度的量熱溫度計，每分度為0.002?C。一般使用：-5?C~105?C、150?C、250?C、360?C等等，每分度1?C或0.5?C。測溫差的貝克曼溫度計，是一種移液式的內(nèi)標(biāo)溫度計，測量范圍-20~+150?C，專用于測量溫差

。電接點(diǎn)溫度計〔水銀導(dǎo)電表〕，可以在某一溫度點(diǎn)上接通或斷開，與電子繼電器等裝置配套，可以用來控制溫度。水銀溫度計的缺點(diǎn)是長期使用后由于溫度計玻璃的性質(zhì)有所改變，因而其形狀和體積也將發(fā)生變化，并且在測溫時，由于溫度計的玻璃各局部受熱不均而使指示的溫度發(fā)生偏差。所以在精密測量中需事先對溫度汁進(jìn)行校正。

零點(diǎn)的校正：通常用待校溫度計測量純水的冰點(diǎn)進(jìn)行校正。另外，也可用一套標(biāo)準(zhǔn)溫度計進(jìn)行校正。校正時，把標(biāo)準(zhǔn)溫度計與待校溫度計捆在一起，使它們的水銀球一端并齊，然后浸在恒溫槽中，逐漸升高槽溫，用測溫儀同時讀下二者的讀數(shù)，即可作出校正曲線，進(jìn)行校正。露莖局部的校正：利用水銀溫度計進(jìn)行測溫時，應(yīng)使溫度計全部浸沒于被測介質(zhì)中，但實際上是不可能的，所以對溫度計的露莖局部要進(jìn)行校正。校正方法如下圖，并按下式進(jìn)行計算。式中：k＝0.00016是水銀溫度計對玻璃的相對膨脹系數(shù)；是測量溫度計上的讀數(shù)；是附在測量溫度計上的輔助溫度計的讀數(shù)〔輔助溫度計的水銀球應(yīng)置于測量溫度計露在空氣局部的水銀柱中間為宜〕；n是測量溫度計露在空氣中的長度〔以刻度數(shù)表示〕。利用上式可得出校正后的溫度，即為〔二〕、貝克曼(Beckmann)溫度計貝克曼溫度計是一種用來精密測量體系始態(tài)和終態(tài)溫度變化值的水銀溫度計貝克曼溫度計是精確測量溫差的溫度計；精確度較高，它的最小刻度為0.01度，可估讀到±0.002度；一般只有5度量程。使用范圍較大，

可在－20℃至＋150℃范圍內(nèi)使用。這是因為在它的毛細(xì)管上端，加裝了一個水銀貯槽，可用來調(diào)節(jié)水銀球中的水銀量。貝克曼溫度計的特點(diǎn)貝克曼溫度計的調(diào)節(jié)方法使用時，首先應(yīng)該將它插入一個與所測起始溫度相同的體系內(nèi)。待平衡后，如果毛細(xì)管內(nèi)水銀面在所要求的適宜刻度附近，就不必調(diào)整。否那么要按下述步驟進(jìn)行調(diào)整：根據(jù)實驗的需要，貝克曼溫度計測量范圍不同，必須把溫度計的毛細(xì)管中的水銀面調(diào)整在標(biāo)尺的適宜范圍內(nèi)。(1)將溫度計倒置，使水銀球和毛細(xì)管中的水銀徐徐注入毛細(xì)管末端的球部，再把溫度計慢慢傾斜，使貯槽中的水銀與之相連接。如右圖所示。連接后正立垂直置于恒溫槽中恒溫5min。(2)迅速取出溫度計，倒置溫度計利用重力作用，讓水銀流入水銀貯槽，當(dāng)溫度標(biāo)尺處的水銀面到達(dá)所需溫度時，正立，如右圖那樣輕輕敲擊，使水銀柱在彎頭處斷開。(3)假設(shè)估計值低于室溫，可將溫度計浸入較低的恒溫浴中，讓水銀面下降至溫度表尺上的讀數(shù)正好到達(dá)所需溫度的估計值，同法使水銀柱斷開。本卷須知貝克曼溫度計由薄玻璃組成，易被損壞，一般只能放置三處:安裝在使用儀器上;放在溫度計盒內(nèi);握在手中。不準(zhǔn)隨意放置在其它地方。調(diào)節(jié)時，應(yīng)當(dāng)注意防止驟冷或驟熱，還應(yīng)防止重?fù)?。已?jīng)調(diào)節(jié)好的溫度計，注意不要使毛細(xì)管中水銀再與D管中水銀相連接。使用夾子固定溫度計時，必須墊有橡膠墊，不能用鐵夾直接夾溫度計。2、感溫元件—水銀導(dǎo)電表

對溫度敏感的元件稱為感溫元件，它是恒溫槽恒溫和控溫的主要部件。

常用的感溫元件有熱電偶、熱敏電阻、水銀導(dǎo)電表等。實驗中經(jīng)常選用水銀導(dǎo)電表作為感溫元件。

1調(diào)節(jié)帽；2調(diào)節(jié)帽固定螺絲；3磁鐵；4螺絲桿因出線；4′水銀槽引出線；5標(biāo)鐵；6觸針；7刻度板；8螺絲桿；9水銀槽

接觸溫度計－水銀導(dǎo)電表接觸溫度計重要局部的結(jié)構(gòu)圖水銀導(dǎo)電表有上下兩段刻度7。水銀球上部焊有金屬絲，溫度計上半部有另一金屬絲，兩者通過引出導(dǎo)線接到繼電器的信號反響端。依靠頂端調(diào)節(jié)帽內(nèi)的一塊磁鐵3的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)標(biāo)鐵5和觸針6的上下位置。標(biāo)鐵上端面所指示的溫度就是欲調(diào)節(jié)的溫度，與金屬觸針下端到達(dá)的下標(biāo)尺的刻度值是一致的。浴槽溫度升高時，水銀膨脹并上升而與金屬觸針接觸，兩導(dǎo)線相連，通過繼電器作用使加熱器停止加熱。隨后浴槽熱量向外擴(kuò)散，使溫度下降，水銀收縮并與觸針脫離，通過繼電器作用而接通加熱器回路，系統(tǒng)溫度又開始上升。這樣接觸溫度計反復(fù)工作，而使系統(tǒng)溫度得到控制。旋開水銀溫度計上部的調(diào)節(jié)帽緊固螺絲，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽，使標(biāo)鐵上端面所指的溫度比設(shè)定溫度值(如25°C)低2~3°C左右的位置。此時溫度控制器加熱燈亮，說明加熱器正在加熱，觀察測量溫度計讀數(shù)，系統(tǒng)溫度不斷緩緩上升。與此同時，水銀導(dǎo)電表中水銀柱不斷升高。當(dāng)?shù)竭_(dá)24.5°C左右，再次轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)帽，使水銀柱與觸針處于剛剛接通與斷開的狀態(tài)。溫度控制器加熱指示燈熄滅，停止加熱燈亮。再緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽至加熱指示燈亮，溫度緩慢上升后，加熱指示燈熄滅，再旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽至加熱指示燈亮，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直到溫度升至25°C為止，此時加熱指示燈和停止加熱指示燈剛好交替亮熄，然后固定調(diào)節(jié)帽。需要注意，在調(diào)節(jié)過程中，決不能以水銀導(dǎo)電表的刻度為依據(jù)，而必須以測量用溫度計為準(zhǔn)。水銀導(dǎo)電表的刻度只能給我們一個粗略的估計。壓力的測量技術(shù)及儀器壓力是描述體系狀態(tài)的重要參數(shù)之一，許多物理化學(xué)性質(zhì)，例如蒸氣壓、沸點(diǎn)、溶點(diǎn)幾乎都與壓力密切相關(guān)。因此，正確掌握測量壓力的方法、技術(shù)十分重要。物化實驗中，涉及到高壓〔鋼瓶〕、常壓、以及真空系統(tǒng)(負(fù)壓〕。對于不同壓力范圍，測量方法不同，所用儀器的精確度也不同。一、壓力的定義、單位1.壓力的定義和單位工程上把垂直均勻作用在物體單位面積上的力稱為壓力。而物理學(xué)中那么把垂直作用在物體單位面積上的力稱為壓強(qiáng)。在國際單位制中，計量壓力量值的單位為“牛頓/米2〞，它就是“帕斯卡〞，其表示的符號是Pa,簡稱“帕〞。常用的壓力單位還有以下幾種：物理大氣壓、工程大氣壓、毫米水柱和毫米汞柱。Kgf/cm2千克力/厘米2MPa

KPa

Barpsi

ib/in2mmH2OmmHg

Torratm

Pa(N/m2)帕斯卡工程大氣壓兆帕千帕巴磅/英寸2毫米水柱毫米汞柱乇標(biāo)準(zhǔn)大氣壓牛頓/米210.09806698.0660.98066514.22310000735.5590.9678498066.52.壓力的習(xí)慣表示方式①絕對壓力以P表示，指實際存在的壓力，又叫總壓力。②相對壓力以p表示。指和大氣壓力〔P0〕相比較得出的壓力。即是絕對壓力與用測壓儀表測量時的大氣壓力的差值。稱為表壓力。P相=P絕-P0③正壓力絕對壓力高于大氣壓力時，表壓力大于0。此時為正壓力，簡稱壓力。④負(fù)壓力絕對壓力低于大氣壓力時，表壓力小于0。此時為負(fù)壓力，簡稱負(fù)壓。又名“真空〞，負(fù)壓力的絕對值大小就是真空度。⑤差壓力當(dāng)任意兩個壓力P1和P2相比較，其差值稱為差壓力，簡稱壓差。實際上測壓儀表大局部都是測壓差，因為都是將被測壓力與大氣壓力相比較而測出的兩個壓力之差值，以此來確定被測壓力之大小。

測量大氣壓強(qiáng)的儀器稱為氣壓計。實驗室常用的有福廷式氣壓計、U型壓力計等類型。二、氣壓計1.福廷式氣壓計結(jié)構(gòu)原理福廷式氣壓計是一種單管真空汞壓力計，其結(jié)構(gòu)如以下圖所示：福廷式氣壓計是以汞柱來平衡大氣壓力。大氣壓力的單位，原來直接以汞柱的高度〔即毫米汞柱或mmHg〕來表示。近來生產(chǎn)的新產(chǎn)品氣壓計是以國際單位Pa或kPa來表示。福廷式氣壓計主要結(jié)構(gòu)是一根長90cm，上端封閉的玻璃管，管中盛有汞，倒插入下部汞槽內(nèi)。玻璃管中汞面上是真空，汞槽下部是用羚羊皮袋作為汞儲槽，它與大氣相通，但汞又不會漏出。在底部有一調(diào)節(jié)螺旋，可用來調(diào)節(jié)其中汞面的高度。象牙針的尖端是黃銅標(biāo)尺刻度的零點(diǎn)，稱為基準(zhǔn)點(diǎn)。利用黃銅標(biāo)尺的游標(biāo)尺，讀數(shù)的精密度可達(dá)0.1mm或0.05mm。當(dāng)大氣壓力與汞槽內(nèi)的汞面作用到達(dá)平衡時，汞就會在玻璃管內(nèi)上升到一定高度，通常測量汞的高度，就可確定大氣壓力的數(shù)值。2.

福廷式氣壓計的使用方法〔1〕鉛直調(diào)節(jié)福廷式氣壓計必須垂直放置。在常壓下，假設(shè)與鉛直方向相差1o，那么汞柱高度的讀數(shù)誤差大約為0.015%。為此，在氣壓計下端，設(shè)計一固定環(huán)。在調(diào)節(jié)時，先擰松氣壓計底部圓環(huán)上的三個螺旋，令氣壓計鉛直懸掛，再旋緊這三個螺旋，使其固定。慢慢旋轉(zhuǎn)底部的汞面調(diào)節(jié)螺旋，使汞槽內(nèi)的汞面升高。利用汞槽后面白磁板的反光，注視汞面與象牙針空隙，直到汞面恰好與象牙針尖接觸，然后輕輕扣動銅管使玻璃管上部汞的彎曲正常，這時象牙針與汞面的接觸應(yīng)沒有什么變動?！?〕調(diào)節(jié)汞槽內(nèi)的汞面高度〔3〕調(diào)節(jié)游標(biāo)尺轉(zhuǎn)動游標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺旋，使游標(biāo)尺的下沿邊與管中汞柱的凸面相切，這時觀察著的眼睛和游標(biāo)尺前后的兩個下沿邊應(yīng)在同一水平面。見圖標(biāo)尺位置的調(diào)節(jié)示意圖

〔4〕讀數(shù)游標(biāo)尺的零線在標(biāo)尺上所指的刻度，為大氣壓力的整數(shù)局部〔mm或kPa〕,再從游標(biāo)尺上找出一根恰與標(biāo)尺某一刻度相吻合的刻度線，此游標(biāo)刻度線上的數(shù)值即為大氣壓力的小數(shù)局部.〔5〕整理工作向下轉(zhuǎn)動汞槽液面調(diào)節(jié)螺旋，使汞面離開象牙針，記下氣壓計上附屬溫度計的溫度讀數(shù)，并從所附的儀器校正卡片上讀取該氣壓計的儀器誤差。U型壓力計是物理化學(xué)實驗中用得最多的壓力計。它構(gòu)造簡單、使用方便，能測量小壓力差，測量準(zhǔn)確度比較高，且制作容易，價格低廉，但是測量范圍不大，示值與工作液密度有關(guān)。3.U型壓力計的結(jié)構(gòu)及使用方法P1=P2+?hg三、真空技術(shù)真空是指一個系統(tǒng)的壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣態(tài)空間。一般把系統(tǒng)壓力在1.013×105~1333Pa稱為粗真空，1333Pa~0.1333Pa稱為低真空，0.1333Pa~1.333×10-6Pa稱為高真空，1.333×10-6Pa以下稱為超高真空。1．真空的獲得用來產(chǎn)生真空的抽氣設(shè)備稱為真空泵。如果只要系統(tǒng)獲得粗真空，往往采用水泵；假設(shè)要獲得低真空，最常用的一種機(jī)械泵是油封式的轉(zhuǎn)動泵，俗稱油泵或真空泵。機(jī)械泵：機(jī)械泵的抽氣效率較高，但只能產(chǎn)生1.333~0.1333Pa的低真空，可到達(dá)的極限真空為0.1333Pa~1.333×10-2Pa。機(jī)械泵使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：〔1〕機(jī)械泵不能直接抽含可凝性蒸氣、揮發(fā)性液體等，因為這些氣體進(jìn)入泵后會破壞泵油的品質(zhì)，降低了油在泵內(nèi)的密封和潤滑作用，甚至?xí)?dǎo)致泵的機(jī)件生銹。因而必須在可凝氣體進(jìn)泵前先經(jīng)過純化裝置，例如用無水氯化鈣、五氧化二磷、分子篩等吸收水氣，用石蠟吸收有機(jī)蒸氣，用活性炭或硅膠吸收其它蒸氣等?！?〕機(jī)械泵不能用來抽含腐蝕性氣體，如氯化氫、氯氣、二氧化氮等氣體。因這類氣體能迅速侵蝕泵中精密加工的機(jī)件外表，使泵漏氣不能到達(dá)所要求的真空度。遇到這種情況時，應(yīng)當(dāng)使氣體在進(jìn)泵前先通過裝有氫氧化鈉固體的吸收瓶，以除去有害氣體?！?〕機(jī)械泵由電機(jī)帶動，使用時應(yīng)注意馬達(dá)的電壓。假設(shè)是三相電動機(jī)帶動的泵，第一次使用時應(yīng)注意三相馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向是否正確。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時不應(yīng)有摩擦、金屬碰擊等異聲。運(yùn)轉(zhuǎn)時電動機(jī)溫度不能超過50~60?C?！?〕機(jī)械泵的進(jìn)氣口前應(yīng)安裝一個三通活塞，開始抽氣前應(yīng)先翻開電源，使真空泵先空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間〔即與大氣相通〕再與抽氣系統(tǒng)相通；停止抽氣時應(yīng)使機(jī)械泵與抽空系統(tǒng)隔開而與大氣相通，再關(guān)閉電源，這樣既可保持系統(tǒng)的真空度，又防止泵油倒吸。1．鋼瓶標(biāo)記在實驗室中，常會使用各種氣體鋼瓶。氣體鋼瓶是貯存壓縮氣體和液化氣的高壓容器。容積一般為40L~60L，最高工作壓力為15MPa，最低的也在0.6MPa以上。在鋼瓶的肩部用鋼印打出下述標(biāo)記：制造廠制造日期氣瓶型號、編號氣瓶重量氣體容積工作壓力水壓試驗壓力水壓試驗日期及下次送驗日期。為了防止鋼瓶使用時發(fā)生混淆，常將鋼瓶漆上不同顏色，寫明瓶內(nèi)氣體名稱。四、高壓鋼瓶及其使用氣體類別瓶身顏色標(biāo)字顏色字樣氫氣深綠紅氫氧氣天藍(lán)黑氧氮?dú)夂邳S氮氨氣黃黑氨氦氣棕白氦幾種常見氣體鋼瓶的標(biāo)識2.高壓鋼瓶的使用鋼瓶要使用配套的減壓閥可燃性氣體的減壓閥不可與一般性氣體的減壓閥互用氫氣減壓閥氧氣減壓閥翻開鋼瓶之前，先檢查減壓閥是否關(guān)緊逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)壓手柄至螺桿松動為止。切記：減壓閥逆時針為關(guān)〔松〕，順時針為開〔緊〕。打開鋼瓶總閥門，高壓表上顯示瓶內(nèi)儲氣總壓力。鋼瓶上的總閥是順時針為關(guān)，逆時針為開。慢慢順時針轉(zhuǎn)動減壓閥上的手柄，至低壓表顯示出實驗所需壓力為止。停止使用時，先關(guān)總閥門，待減壓閥中余氣逸盡后，再關(guān)閉減壓閥3.高壓鋼瓶使用本卷須知鋼瓶放在陰涼干燥、遠(yuǎn)離熱源的地方，避免暴曬?？扇夹詺怏w與氧氣瓶分開存放小心輕放，避免劇烈撞擊，鋼瓶帽要旋上嚴(yán)禁油或易燃有機(jī)物沾染到氣瓶上（出口和壓力表）開總閥門時不要將頭或身體正對閥門及減壓閥表頭不可把瓶內(nèi)氣體用光，以防充氣時發(fā)生危險定期檢測鋼瓶，不使用不合格鋼瓶易燃性氣體鋼瓶放在遠(yuǎn)離實驗室的專用房間，并安裝防止回火裝置氧氣減壓閥〔氧氣表〕的作用與使用氧氣鋼瓶減壓閥外觀示意圖

氧氣鋼瓶減壓閥實物圖電學(xué)測量技術(shù)及儀器電學(xué)測量技術(shù)在物理化學(xué)實驗中占有很重要的地位，常用來測量電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率、、原電池電動勢等參量。作為根底實驗，主要介紹傳統(tǒng)的電化學(xué)測量與研究方法，對于目前利用光、電、磁、聲、輻射等非傳統(tǒng)的電化學(xué)研究方法，一般不予介紹。只有掌握了傳統(tǒng)的根本方法，才有可能正確理解和運(yùn)用近代電化學(xué)研究方法。電學(xué)測量技術(shù)電動勢電導(dǎo)率原電池電動勢的測量和儀器

原電池電動勢一般是用直流電位差計并配以飽和式標(biāo)準(zhǔn)電池和檢流計來測量的。電位差計可分為高阻型和低阻型兩類，使用時可根據(jù)待測系統(tǒng)的不同選用不同類型的電位差計。通常高電阻系統(tǒng)選用高阻型電位差計，低電阻系統(tǒng)選用低阻型電位差計。但不管電位差計的類型如何，其測量原理都是一樣的。下面具體以UJ-25型電位差計為例，說明其原理及使用方法。UJ-25型電位差計

UJ-25型直流電位差計屬于高阻電位差計，它適用于測量內(nèi)阻較大的電源電動勢，以及較大電阻上的電壓降等。由于工作電流小，線路電阻大，故在測量過程中工作電流變化很小，因此需要高靈敏度的檢流計。它的主要特點(diǎn)是測量時幾乎不損耗被測對象的能量，測量結(jié)果穩(wěn)定、可靠，而且有很高的準(zhǔn)確度，因此為教學(xué)、科研部門廣泛使用。

電位差計是按照對消法測量原理而設(shè)計的一種平衡式電學(xué)測量裝置，能直接給出待測電池的電動勢值(以伏特表示)。右圖是對消法測量電動勢原理示意圖。從圖可知電位差計由三個回路組成:工作電流回路、標(biāo)準(zhǔn)回路和測量回路。

電勢差計的工作原理(1)工作電流回路。從工作電源正極開始，經(jīng)工作電流調(diào)節(jié)電阻R，再經(jīng)滑線變阻，回到工作電源負(fù)極。其作用是借助調(diào)節(jié)R使在滑線變阻上產(chǎn)生一定的電位降。(2)標(biāo)準(zhǔn)回路。從標(biāo)準(zhǔn)電池的正極開始(當(dāng)換向開關(guān)K扳向標(biāo)準(zhǔn)電池一方時)，經(jīng)檢流計G，再經(jīng)電阻AC回到標(biāo)準(zhǔn)電池負(fù)極。其作用是獲得工作電流回路的電流。通過調(diào)節(jié)C使G中電流為零，此時產(chǎn)生的電位降V與標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢EN相對消，也就是說大小相等而方向相反。(3)測量回路。從待測電池的正極開始(當(dāng)換向開關(guān)K扳向待測電池一方時)，經(jīng)檢流計G、滑線變阻，回到待測電池負(fù)極。在保證工作電流不變，即固定R的條件下，通過調(diào)節(jié)H使G中電流為零。此時產(chǎn)生的電位降V與待測電池的電動勢EX相對消。1.電計按鈕(共3個)；2.轉(zhuǎn)換開關(guān)；3.電勢測量旋鈕(共6個)；4.工作電流調(diào)節(jié)旋鈕(共4個)；5.標(biāo)準(zhǔn)電池溫度補(bǔ)償旋鈕。

對消法測電動勢的實驗裝置工作電源電位計檢流計標(biāo)準(zhǔn)電池待測電池正負(fù)Weston標(biāo)準(zhǔn)電池結(jié)構(gòu)簡圖標(biāo)準(zhǔn)電池Weston標(biāo)準(zhǔn)電池的反響負(fù)極正極凈反響中含鎘298.15K時為什么在定溫度下，含Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05～0.14之間，標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢有定值？從Hg-Cd相圖可知，在室溫下，鎘汞齊中鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05～0.14之間時，系統(tǒng)處于熔化物和固溶體兩相平衡區(qū)，鎘汞齊活度有定值。而標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢只與鎘汞齊的活度有關(guān)，所以有定值。問題通常要把標(biāo)準(zhǔn)電池恒溫、恒濕存放，使電動勢穩(wěn)定。標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢與溫度的關(guān)系連接線路。先將(N、X1、X2)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在斷的位置，并將左下方三個電計按鈕(粗、細(xì)、短路)全部松開，然后依次將工作電源、標(biāo)準(zhǔn)電池、檢流計以及被測電池按正、負(fù)極性接在相應(yīng)的端鈕上，檢流計沒有極性的要求。調(diào)節(jié)工作電壓。將室溫時的標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢值算出。對于鎘汞標(biāo)準(zhǔn)電池，溫度校正公式為:Et=E0-4.05×10-5(t-20)-9.5×10-7(t-20)2

UJ-25型電位差計的使用方法式中Et為室溫t℃時標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢，E0=1.01845為標(biāo)準(zhǔn)電池在20℃時的電動勢。調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償旋鈕(A、B)，使數(shù)值為校正后的標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢。將(N、X1、X2)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在N(標(biāo)準(zhǔn))位置上，按“粗〞電計旋鈕，旋動右下方(粗、中、細(xì)、微)四個工作電流調(diào)節(jié)旋鈕，使檢流計示零，然后再按“細(xì)〞電計按鈕，重復(fù)上述操作。注意按電計按鈕時，不能長時間按住不放，需要“按〞和“松〞交替進(jìn)行。測量未知電動勢。將(N、X1、X2)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在X1或X2(未知)的位置，按下電計“粗〞，由左向右依次調(diào)節(jié)六個測量旋鈕，使檢流計示零。然后再按下電計“細(xì)〞按鈕，重復(fù)以上操作使檢流計示零。讀下六個旋鈕下方小孔示數(shù)的總和即為電池的電動勢。1.標(biāo)準(zhǔn)電池只能作為比較電動勢大小的參考標(biāo)準(zhǔn)，不能作為電源使用，不準(zhǔn)短接或用電壓表測量其電動勢，否那么會影響標(biāo)準(zhǔn)電池的精度，甚至造成永久性電動勢衰落。2.要防止標(biāo)準(zhǔn)電池受到強(qiáng)烈的震動，并且一定不能將標(biāo)準(zhǔn)電池或被測電池的正負(fù)極接錯。3.在使用電路進(jìn)行測量時應(yīng)先接通輔助回路，然后再接通補(bǔ)償電路，斷開時必須先斷開補(bǔ)償電路，再斷開輔助回路，以防止標(biāo)準(zhǔn)電池作為電源放電使用。4.注意檢流計的正確使用方法。5.在用標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)好滑線電阻絲的兩端電壓后，輔助回路的限流電阻不能再發(fā)生改變。6.實驗操作完畢，一定要關(guān)掉電源，檢查與整理好實驗儀器。實驗測量時的本卷須知電導(dǎo)率的測量和儀器

測量溶液電導(dǎo)率的儀器，目前廣泛使用的是DDS-11A型電導(dǎo)率儀，下面對其測量原理及操作方法作較詳細(xì)介紹。

電導(dǎo)率儀的工作原理如下圖。把振蕩器產(chǎn)生的一個交流電壓源E，送到電導(dǎo)池Rx與量程電阻(分壓電阻)Rm的串聯(lián)回路里，電導(dǎo)池里的溶液電導(dǎo)愈大，Rx愈小，Rm獲得的電壓Em也就越大。將Em送至交流放大器放大，再經(jīng)過訊號整流，以獲得推動表頭的直流訊號輸出，表頭直讀電導(dǎo)率。

Kcell為電導(dǎo)池常數(shù)，當(dāng)E、Rm和Kcell均為常數(shù)時，由電導(dǎo)率κ