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恒温槽测定液体粘度

一、实验目的
恒温槽在物理化学实验中的重要性:物质的物理化学性质,如粘度、密度、蒸气压、表面张力、折光率、电导、电导率、透光率等都随温度而改变,要测定这些性质必须在恒温条件下进行。一些物理化学常数如平衡常数、化学反应速率常数等也与温度有关,这些常数的测定也需要恒温。因此,学会恒温槽的使用对物理化学实验是非常必要的。此外掌握测试液体的粘度与密度。二、实验原理
粘度的测定:测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒法和落球法。在测定高聚物分子的特性粘度时,以毛细管流出法的粘度计*为方便。若液体在毛细管粘度计中,因重力作用流出时,可通过泊肃叶(Poiseuille)公式计算粘度:
 
式中,η为液体的粘度; ρ为液体的密度; L为毛细管的长度; r为毛细管的半径; t为流出的时间; h为流过毛细管液体的平均液柱高度;V为流经毛细管的液体体积; m为毛细管末端校正的参数(一般在r/L<<1时,可以取m = 1)。
对于某一只指定的粘度计而言,上式可以写成下式:
                           
式中,B <1,当流出的时间t在2min左右(大于100s),该项(亦称动能校正项)可以忽略。又因通常测定是在稀溶液中进行(C<1×10-2g·cm-3),所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等,因此可将ηr写成:
                                       
密度的测定: 单位体积内所含物质的质量,称为物质的密度,当用不同单位来表示密度时,可以
有不同的数值,若用g·cm-3为单位密度在数值上等于4oC水相比所得的比重。密度与比重的概念虽不同,但在上述条件下,两者却建立数值上相等的关系利用比重瓶去进行液体密度的测定。由公式
     ρ=  (g3—g1)/(g2—g1)计算
其中ρ—待测液体的密度
—指定温度时水的密度
g1—比重瓶的重量
g2—比重瓶的重量与装入水的重量之和
g3—比重瓶的重量与装入乙醇的重量之和
三、实验内容和要求
实验内容:装配控温装置并控温在指定温度,测定待测液体粘度、密度。
实验要求:
1.使用粘度计时,严格实行引导教师的操作,轻拿轻放,防止破损。
2.测定粘度时,粘度计应保持垂直。
3.测定密度时,注意液体的挥发。
四、实验主要仪器设备和材料
恒温水槽、奥式粘度计、比重瓶、秒表、甘油水溶液、去离子水。
超级恒温槽使用步骤:
    工作室水箱应注入适量的洁净自来水,加热管至少应低于水面1cm,把搅拌磁子放入水箱中央,将控温旋钮调到*低,接通电源,把“设定/测量”开关置于“设定”端观察显示屏,调节控温旋钮,调至所需的设定温度,然后回到“测量”。当设定值高于所测定温度时,加热开始工作。显示屏显示为探头所测的实际温度。当加热到所需的温度时,加热会自动停止,低于设定的温度时,新的一轮加热又会开始,为了保证水温均匀性,应打开搅拌开关,慢慢调节调速旋钮。
五、实验方法、步骤及结果测试
1. 粘度的测定
(1)调节恒温槽,使其温度为25℃左右,波动范围不超过0.5℃。
(2)将粘度计和比重瓶分别用水冲洗、烘干。
(3)用移液管汲取10mL乙醇,放入粘度计内,将粘度计垂直放入水浴锅内,恒温20分钟,用橡皮管连接粘度计, 用吸耳球吸起液体,使其超过上刻线,然后放开吸耳球,用秒表记录液面从上刻度到下刻度所用的时间.重复三次,取平均值。
(4)再把粘度计里的乙醇到出,用水冲洗两次, 用同样方法测量去离子水粘度。
2.密度的测量
(1)将烘干的比重瓶放在分析天平上称重g1,用移液管将乙醇加入到比重瓶内,塞上瓶塞,小心地放入水浴锅内。
(2)20分钟后,用滤纸将超过刻度的液体吸去,将液面控制在刻度线上, 再将比重瓶从水浴锅中取出, 用滤纸将比重瓶擦干,注意这时不要因手的温度高而使瓶中液体溢出,再称重g2。
(3)倒出乙醇, 用水冲洗2次,再用同样方法称出比重瓶与装入水的总重量g3。
常用于粘度测试的恒温槽:低温恒温槽
                      高精度低温恒温槽
                      超级恒温水油槽
                      高精度超级恒温水油槽
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