试题一 化学试剂的密度、沸点、熔点、结晶点的测定1. 密度测定——密度瓶法
(1)原理
在20℃时,分别测定充满同一密度瓶(比重瓶)的水及样品的质量,由水的质量可确定密度瓶的容积,即样品的体积,根据样品的质量及体积即可计算其密度。
(2)仪器
分析天平(感量为0.1mg);密度瓶,容积为15~25mL;温度计,分度值为0.2℃,如图6-7;恒温水浴(温度可控制在20.0℃±0.1℃)。
(1)测定步骤
将密度瓶洗净并干燥,带温度计及侧孔罩称量。然后取下温度计及侧孔罩,用新煮沸并冷却至15℃左右的蒸馏水充满密度瓶,不得带入气泡,插入温度计,将密度瓶置于20.0℃±0.1℃的恒温水浴中,至密度瓶温度计达到20℃,并使侧管中的液面与侧管管口齐平,立即盖上侧孔罩,取出密度瓶,用滤纸擦干其外壁上的水,立即称量。
将密度瓶中的水倒出,洗净并使之干燥,带温度计及侧孔罩称量。然后用样品代替水重复以上的操作。
(2)结果计算
样品在20℃时的密度按下式计算:
式中 ρ——样品在20℃时的密度(g/mL);
m
1——20℃时充满密度瓶所需样品的表观质量(g);
m
2——20℃时充满密度瓶所需蒸馏水的表观质量(g);
ρ
0——20℃时蒸馏水的密度(=0.99820g/mL);
A——空气浮力校正值;
ρ
m——干燥空气在20℃,1013.25kPa时的密度值(≈0.0012g/mL)。
2. 沸点测定
(1)原理
当液体温度升高时,其蒸气压随之增加,当液体的蒸气压与大气压相等时,开始沸腾。液体在一个大气压时的沸腾温度即为该液体的沸点。
(2)仪器
三口圆底烧瓶,有效容积为500mL;试管,长190~200mm,距试管口约15mm处有一直径为2mm的侧孔;橡胶塞外侧具有出气槽;测量温度计:内标式单球温度计,分度值为0.1℃,量程适合于所测样品的沸点温度;辅助温度计,分度值为1℃。
(1)测定方法
1)仪器的安装 如图6-8所示,将三口圆底烧瓶、试管及测量温度计以胶塞连接,测量温度计下端与试管液面相距20mm。将辅助温度计附在测量温度计上,使其水银球在测量温度计露出胶塞上的水银柱中部。烧瓶中注入约为其体积二分之一的硫酸。
2)测定步骤量取适量样品,注入试管中,其液面略低于烧瓶中硫酸的液面。加热,当温度上升到某一定数值并在相当时间内保持不变时,此温度即为待测样品的沸点。记录下室温及气压。
3)气压对沸点影响的校正根据测定时的室温及气压,按下式换算出0℃时的气压:
P
0=P
t-△p (6-24)
式中 p
0——0℃时的气压(kPa);
p
t——室温时的气压(kPa);
△p——由室温时的气压换算至0℃
时气压之校正值(kPa)。
根据0℃时的气压与标准气压之差值及标准中规定的沸点温度,按表6-11求出相应的温度校正值。当0℃时的气压高于1013kPa时,自测得的温度减去此校正值,反之则加。
表6-11 沸程温度随气压变化的校正值 (单位:℃)
|
标准中规定的沸程温度 |
气压相差1kPa的校正值 |
10~30 30~50 50~70 70~90 90~110 110~130 130~150 150~170 170~190 190~210 210~230 230~250 250~270 270~290 290~310 310~330 330~350 350~370 370~390 390~410 |
0.026 0.029 0.030 0.032 0.034 0.035 0.038 0.039 0.041 0.043 0.044 0.047 0.048 0.050 0.052 0.053 0.056 0.057 0.059 0.061 |
|
4)测量温度计读数校正值的计算若使用全浸式温度计进行测量,则应对温度计水银柱露出塞外部分进行校正。
温度计水银柱露出塞外部分的校正值按下式计算:
△t=0.00016h(t
1-t
2) (6-25)
式中 △t——温度计水银柱露出塞外部分的校正值(℃);
h——温度计露出塞外部分的水银柱度数(℃);
t
1——观测温度(℃);
t
2——附着于1/2h处的辅助温度计温度(℃)。
经上面校正后的温度加上此校正值,即得到该样品的沸点温度。
3. 熔点测定
物质的熔点范围系指用毛细管法所测定的从该物质开始熔化至全部熔化时的温度范围。
(1)原理
以加热的方式,使熔点管中的样品从低于其初熔时的温度升至高于其终熔时的温度,通过目视观察初熔及终熔的温度,以确定样品的熔点范围。
(1)仪器
1)熔点管 用中性硬质玻璃制成的毛细管,一端熔封,内径0.9~1.1mm,壁厚0.10~0.15mm,长度以安装后上端高于传热液体液面为准(100mm)。
2)温度计 测量温度计(用于测定熔点范围),单球内标式,分度值为0.1℃,并具有适当的量程;辅助温度计(用于校正),分度值为1℃,并具有适当的量程。
3)加热装置必须使用可控制温度的加热装置。可选用以下装置:
a.高型烧杯。容积约为600mL。蛇形玻璃管中固定一功率为300W的电热丝。
b.圆底烧瓶。容积约为250mL,球部直径约为80mm,颈长20~30mm,口径约为30mm;试管长为100~110mm,其直径约为20mm,胶塞外侧应具有出气槽。
c.传热液体。应选用沸点高于被测物终熔温度,而且性能稳定、清澈透明、粘度较小的液体作为传热液体。终熔温度在150℃以下的可采用甘油或液体石蜡;终熔温度在300℃以下的可采用硅油。
熔点测定装置见图6-9。
(1)测定步骤
1)将样品研成尽可能细密的粉末,装入清洁、干燥的熔点管中,取一长约800mm的干燥玻璃管,直立于玻璃板上,将装有试样的熔点管在其中投落数次,到熔点管内样品紧缩至2~3mm高。如所测的是易分解的或易脱水的样品,应将熔点管另一端熔封。
2)先将传热液体的温度缓缓升至比样品规格所规定的熔点范围的初熔温度低10℃,此时,将装有样品的熔点管附着于测量温度计上,使熔点管样品端与水银球的中部处于同一水平,测量温度计水银球应位于传热液体的中部。使升温速率稳定保持在(1.0±0.1)℃/min。如所测的是易分解或易脱水样品,则升温速率应保持在3℃/min。
3)当样品出现明显的局部液化现象时的温度即为初熔温度;当样品完全溶解时的温度即为终熔温度。记录初熔温度及终熔温度。
(2)结果计算
如测定中使用的是全浸式温度计,则应对所测得的熔点范围值进行校正,校正值按下式计算:
△t=0.00016(t1-t2)k (6-26)
式中 △t——校正值(℃);
k——温度计露出液面或胶塞部分的水银柱的温度(℃);
t1——测量温度计读数(℃);
t2——露出液面或橡胶塞部分的水银柱的平均温度(℃)。该温度由辅助温度计测得,其水银球位于露出液面或胶塞部分的水银柱中部。
4. 结晶点测定
(1)原理
冷却液态样品,当液体中有结晶固体生成时,体系中固体、液体共存,两相成平衡,温度保持不变。在规定的实验条件下,观察液态样品在结晶过程中温度的变化,就可测出其结晶点。
(2)仪器和装置
一般实验室仪器有以下几种。
1)结晶管 外径约25mm,长约150mm。
2)套管 内径约为28mm,长约120mm,壁厚2mm。
3)冷却浴 容积约500mL的烧杯,盛有合适的冷却液(水、冰水或冰盐水),并带普通温度计。
4)温度计 分度值为0.1℃。
5)搅拌器 用玻璃或不锈钢绕成直径约20mm的环。
6)热浴 容积合适的烧杯,放在电炉上,用调压器控温,并带普通温度计。测定装置如图6-10所示。
操作步骤
加样品于干燥的结晶管中,使样品在管中的高度约为60mm(固体样品应适当大于60mm),样品若为固体,应在温度超过其熔点的热浴内将其熔化,并加热至高于结晶点约10℃。插入搅拌器装好温度计,使水银球至管底的距离约为15mm,勿使温度计接触管壁,装好套管,并将结晶管连同套管一起置于温度低于样品结晶点5~7℃的冷却浴中,当样品冷却至低于结晶点3~5℃时开始搅拌并观察温度。出现结晶时,停止搅拌,这时温度突然上升,读取最高温度,准确至0.1℃,并进行温度计刻度误差校正,所得温度即为样品的结晶点。
如果某些样品在一般冷却条件下不易结晶,可另取少量样品,在较低温度下使之结晶,取少许作为晶种加入样品中,即可测出其结晶点。
试题二 化妆品的耐热性、耐寒性能等理化指标的测定化妆品理化指标的要求
耐热性要求,化妆品在40℃,24h后,恢复室温后无油水分离现象;耐寒性要求,-5~-15℃,24h,恢复室温后无油水分离现象;离心考验,以2000r/main转速旋转30min不分层(含不溶性粉质颗粒沉淀物除外)。
1. 耐热性测定
(1)仪器
温度计(精度0.5℃)1支;电热恒温培养箱(灵敏度±1℃)1台。
测定方法
将试样分别倒入2支φ20mm×120mm的试管内,使液面高度约80mm,塞上干净的软木塞,把一支待验的试管置于预先调节至规定温度±1℃的恒温培养箱内,经24h后取出,恢复室温后与另一支试管的试样进行目测比较。
2. 耐寒性测定
(1)仪器
温度计(精度0.5℃)1支;冰箱(灵敏度±1℃)1台。
测定方法
将试样分别倒入2支φ20mm×120mm的试管内,使液面高度约80mm,塞上干净的软木塞,把一支待验的试管置于预先调节至规定温度±2℃的冰箱内,保持24h后取出,恢复室温后与另一支试管的试样进行目测比较。
3. 离心考验
(1)仪器
离心机1台;离心管(刻度10mL)2支;电热恒温培养箱(灵敏度±1℃)1台;温度计(精度0.5℃)1支。
测定方法
于离心管中注入试样约2/3高度并装实,用软木塞塞好。然后放入预先调节到38℃±1℃的电热恒温培养箱内,保温1h后移入离心机中,并将离心机调整到2000r/min的离心速度,旋转30min取出观察。