恒溫槽測定液體粘度

一、實驗目的

恒溫槽在物理化學實驗中的重要性：物質的物理化學性質，如粘度、密度、蒸氣壓、表面張力、折光率、電導、電導率、透光率等都隨溫度而改變，要測定這些性質必須在恒溫條件下進行。一些物理化學常數如平衡常數、化學反應速率常數等也與溫度有關，這些常數的測定也需要恒溫。因此，學會恒溫槽的使用對物理化學實驗是非常必要的。此外掌握測試液體的粘度與密度。二、實驗原理

粘度的測定：測定粘度的方法主要有毛細管法、轉筒法和落球法。在測定高聚物分子的特性粘度時，以毛細管流出法的粘度計*為方便。若液體在毛細管粘度計中，因重力作用流出時，可通過泊肅葉（Poiseuille）公式計算粘度：

式中，η為液體的粘度; ρ為液體的密度; L為毛細管的長度; r為毛細管的半徑; t為流出的時間; h為流過毛細管液體的平均液柱高度; V為流經毛細管的液體體積; m為毛細管末端校正的參數（一般在r/L<<1時，可以取m = 1）。

對于某一只指定的粘度計而言，上式可以寫成下式：

式中，B < 1，當流出的時間t在2min左右（大于100s），該項（亦稱動能校正項）可以忽略。又因通常測定是在稀溶液中進行（C<1×10^-2g·cm^-3），所以溶液的密度和溶劑的密度近似相等，因此可將η_r寫成:

密度的測定： 單位體積內所含物質的質量,稱為物質的密度,當用不同單位來表示密度時,可以

有不同的數值,若用 g·cm^－3為單位密度在數值上等于4^oC水相比所得的比重。密度與比重的概念雖不同,但在上述條件下,兩者卻建立數值上相等的關系利用比重瓶去進行液體密度的測定。由公式

     ρ=  （g₃—g₁）/（g₂—g₁）計算

其中ρ—待測液體的密度

—指定溫度時水的密度

g₁—比重瓶的重量

g₂—比重瓶的重量與裝入水的重量之和

g₃—比重瓶的重量與裝入乙醇的重量之和

三、實驗內容和要求

實驗內容：裝配控溫裝置并控溫在指定溫度，測定待測液體粘度、密度。

實驗要求：

1.使用粘度計時，嚴格執行指導教師的操作，輕拿輕放，防止破損。

2.測定粘度時，粘度計應保持垂直。

3.測定密度時，注意液體的揮發。

四、實驗主要儀器設備和材料

恒溫水槽、奧式粘度計、比重瓶、秒表、甘油水溶液、去離子水。

超級恒溫槽使用步驟：

    工作室水箱應注入適量的潔凈自來水，加熱管至少應低于水面1cm ，把攪拌磁子放入水箱中央，將控溫旋鈕調到，接通電源，把“設定/測量”開關置于“設定”端觀察顯示屏，調節控溫旋鈕，調至所需的設定溫度，然后回到“測量”。當設定值高于所測定溫度時，加熱開始工作。顯示屏顯示為探頭所測的實際溫度。當加熱到所需的溫度時，加熱會自動停止，低于設定的溫度時，新的一輪加熱又會開始，為了保證水溫均勻性，應打開攪拌開關，慢慢調節調速旋鈕。

五、實驗方法、步驟及結果測試

1. 粘度的測定

（1）調節恒溫槽，使其溫度為25℃左右，波動范圍不超過0.5℃。

（2）將粘度計和比重瓶分別用水沖洗、烘干。

（3）用移液管吸取10mL乙醇,放入粘度計內,將粘度計垂直放入水浴鍋內,恒溫20分鐘,用橡皮管連接粘度計, 用吸耳球吸起液體, 使其超過上刻線,然后放開吸耳球,用秒表記錄液面從上刻度到下刻度所用的時間.重復三次,取平均值。

（4）再把粘度計里的乙醇到出,用水沖洗兩次, 用同樣方法測量去離子水粘度。

2.密度的測量

（1）將烘干的比重瓶放在分析天平上稱重g₁，用移液管將乙醇加入到比重瓶內,塞上瓶塞,小心地放入水浴鍋內。

（2）20分鐘后,用濾紙將超過刻度的液體吸去,將液面控制在刻度線上, 再將比重瓶從水浴鍋中取出, 用濾紙將比重瓶擦干, 注意這時不要因手的溫度高而使瓶中液體溢出,再稱重g₂。

（3）倒出乙醇, 用水沖洗2次，再用同樣方法稱出比重瓶與裝入水的總重量g₃。

常用于粘度測試的恒溫槽：低溫恒溫槽

                       高精度低溫恒溫槽

                       超級恒溫水油槽

                       高精度超級恒溫水油槽

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原創作者：南京舜瑪儀器設備有限公司