物化简答第二部分
11. 人工降雨的原理是什么?为什么会发生毛细管凝聚现象?为什么有机物蒸馏时需要加沸石?定量分析中“陈化”的目的是什么?为什么结晶纯化时要加入晶种?
这些现象都可以用开尔文公式来解释。人工降雨,如在云层洒干冰,不仅可以降低温度,还提供了过饱和蒸汽压的凝聚中心。毛细管内液体形成凹液面使其蒸气压降低而容易使蒸汽液化。加入沸石可提供蒸发场所,防止晶粒长大,避免小晶粒被过滤掉。加入晶种可防止结晶过程中过饱和现象发生。
12. 液体的饱和蒸气压越高,沸点就越低,而克劳修斯-克拉贝龙方程和液体温度越高,饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾?为什么?
两者并不矛盾。因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。在相同的温度下,不同液体的饱和蒸气压一般不同,饱和蒸气压高的液体,其饱和蒸气压等于外压时,所需的温度较低,故沸点较低;克拉修斯-克拉贝龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸气压,温度越高,液体越易蒸发,故饱和蒸气压越大。
13.在重量分析法中,将不同粒径的沉淀物放置“陈化”你获取较大直径的结晶。请用物理化学原理解释陈化的过程。
根据开尔文公式
ar和a正常分别为与微小晶体及普通晶体呈平衡时溶液(饱和)的活度,бsl为固-液界面张力,ρ微晶体的密度,r为微小晶体的半径,M为晶体的摩尔质量。在指定温度下,晶体的溶解度和其粒子半径成反比,越小的晶体颗粒溶解度越大。在实验室中采用陈化方法来得到较大颗粒的晶体,即将新生成沉淀的饱和溶液长时间放置,使较小的颗粒逐渐溶解,较大颗粒的晶体长大
15.请用相律说明纯液体在一定压力下,沸点是定值。
相率应用于单组分系统时,表达式为f=1-φ+2=3-φ 当相率应用于两相平衡时,系统的f=1,这时系统的T和P两个变量。在一定范围内只能指定一个,若指定了P,则系统的沸点就是相图上气-液平衡曲线上对应的值。因此说液体在压力一定时,沸点是定值。
16.请设计实验测定表面活性剂的临界胶束浓度。(实验书P67)
电导法:将待测的表面活性剂的稀溶液置于小烧杯中,用磁力搅拌器搅拌,并将电导率仪的电极插入其中,测定电导率值,然后依次滴加稍高相应的电导率。
电导·x
x为溶液电导率;
为电导电极常数
测定表面活性剂的这些物理性质发生显著变化的转折点,即为表面活性剂的CMC。
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