无机盐混合溶液粘度的测定.doc

无机盐混合溶液粘度的测定 实验目的 了解无机化合物溶液浓度、温度对粘度的影响 了解无机化合物本身的性质对粘度的影响 实验原理 粘度的定义：液体流动时，可以把流动度液体设想为无数个流动的液层。由于液体分子间内摩擦力的的存在，各液层的流速不同。如图所示，设二液层的面积都为A，相距ds，二者的流速之差为dv，令ξ＝dv／ds，称为流速梯度（或切变速度）。当内摩擦力与驱动液体流动的外加切应力相等时，即建立平稳的流动，称为层流。此时，液体对流动的阻力F与液层的面积A以及流速梯度成正比，即 （1） 如果用表示单位面积液体的粘滞阻力，＝F/A，是剪切应力。上式可以写为 （2） 这就是牛顿粘度定律的表达式。式中η为比例常数，其数值相当于流速梯度为1秒－1、面积为1厘米2时两层液体间的内摩擦力，称为粘度。单位为达因·秒·厘米－2或克·秒－1·厘米－1 影响无机化合物溶液粘度的因素比较复杂，宏观上讲，溶液的粘度与浓度、温度等有关，从微观上讲，粘度还与无机化合物本身的性质有关，如带电离子的半径大小、所带电荷的多少、溶液中反离子等等有关。本实验以LiCl和LiBr的水溶液为例，测定同一浓度下两溶液及它们混合液的粘度大小，并将混合液粘度值与原两溶液粘度值进行比较。 粘度的测定方法有毛细管法、落球法和旋转法。毛细管法测粘度，具有仪器设备简单操作便利，测定和数据处理方便等优点。 当液体在毛细管粘度计流动时，如果促使液体流动的力全部用于克服液体的内摩擦而没有别的能量损耗时，牛顿定律可以导出Poiseuille定律： （3） P为外加力，R为毛细管的内径，L为毛细管的长度，V为毛细管上端的小球的体积，t为流经时间。 在温度恒定的条件下，用同一支粘度计测定已知的标准溶液和待测溶液的流出时间，假定已知的标准溶液和待测溶液的流出时间分别为t0和t，溶液的相对粘度可表示为： （4） 其中，，分别为溶液与标准溶液的密度； 为实验温度下标准溶液的粘度值。实验中以溶剂水为的粘度标准物质，可由手册查得。 仪器药品 仪器：超级恒温槽一套、乌氏粘度计一支、放大镜一个、秒表一个、10ml、5 ml移液管、100ml容量瓶若干、烧杯、玻璃棒、10ml的密度瓶、纸巾、分析天平； 药品：LiCl, LiBr，丙酮或无水乙醇(洗粘度计及密度瓶)； 实验步骤 配制不同浓度的溶液 分别配制6M 、5M 、4M 、2M 、1M 、0.5M的LiCl、LiBr溶液各50ml； 洗涤粘度计 粘度计和待测液体是否清洁干净，是决定实验成功的关键之一。如果是新的粘度计,先用洗液洗，再用自来水洗三次，去离子水洗三次，烘干待用。 测定溶剂流出时间及密度 将清洁干燥的粘度计垂直安装于恒温槽内，使水面完全浸没小球。用移液管移入10ml已恒温的去离子水，恒温2分钟，封闭粘度计的支管口，用吸耳球经橡皮管由毛细管上口将水抽至最上一条红线的上方时，取下洗耳球，放开支管，使其中的水自由下流，用眼睛水平注视着正在下降的液面，用秒表准确记录流经下球上下两刻度之间的时间，重复3次，误差不得超过0.2秒。 准确称量洗净烘干的10ml密度瓶质量m1，将已恒温好的去离子水倒入密度瓶内，盖上塞子，确认无气泡，放入恒温槽恒温10分钟，取出快速擦干，准确称量质量m2。 测定不同浓度LiCl溶液流出时间及密度 将洗净干燥的粘度计安装于恒温槽内，移取10ml已经恒温好的LiCl溶液于粘度计中（注意尽量不要将溶液粘在管壁上），恒温2分钟，按以上步骤测定溶液（浓度1）的流出时间t1，将已恒温好的LiCl溶液，倒入密度瓶内，盖上塞子，确认无气泡，放入恒温槽恒温10分钟，取出快速擦干，准确称量质量m3。测定不同浓度LiBr溶液及混合溶液流出时间及密度 将洗净干燥的粘度计安装于恒温槽内，移取10ml已经恒温好的0.5M LiBr溶液于粘度计中（注意尽量不要将溶液粘在管壁上），恒温2分钟，按以上步骤测定溶液的流出时间t1及相应质量m1、m2。 再向粘度计中移入10ml已经恒温好的0.5M LiBr溶液，用向其中鼓泡的方法使溶液混合均匀，恒温2分钟，按以上步骤测定溶液的流出时间t1及相应质量m1、m2。 洗净烘干粘度计后，依次类推，进行下一组浓度溶液及混合液的测定。 数据处理 1根据密度质量变化，分别求出不同浓度溶液的比重。 2根据式，分别求出不同浓度溶液的粘度值。 3分别作出不同物质的粘度随浓度的变化曲线。 扩展内容： 1不同浓度溶液粘度的测定 a LiCl b LiBr 2不同温度对粘度的影响 3不同无机物混合后不同浓度溶液粘度的测定 a LiCl和LiBr的混合溶