温度滴定法测定弱酸的离解热精.ppt

温度滴定法测定弱酸的离解热,实验目的,1使用温度温差仪和用医用一次性输液器作为半自动滴定装置，测定硼酸与氢氧化钠溶液的反应热，硼酸的一级电离热及其标准自由焓与熵的变化。 2理解温度滴定的原理和方法。 3验证用医用一次性输液器作为半自动滴定装置的可行性。,实验原理,温度滴定是以反应热为依据的容量化学滴定法。温度滴定不受反应类型的限制，可用于酸碱反应、沉淀反应、配位反应、氧化还原反应以及非水溶液中的反应等，因而应用范围相当广。 把温度滴定的结果以T-v曲线图或Tt曲线图表示，通常称之为热谱图，也称热函谱图、滴定曲线图。对放热反应，理想的热谱图如图所示。,IAB滴定预备期。 IIBC反应滴定期，于B点加入滴定剂，到C点完全反应引起温升。 IIICD过量滴定稀释期，过量滴定剂加入，产生的稀释热引起的温升。 IVDE滴定结束期。,对强碱弱酸反应，反应热Hr是酸碱的中和热Hn与弱酸的离解热Hd之和。以NaOH与H3BO3反应为例（若只考虑硼酸的一级电离）则,H3BO3=H+ + H2BO3- Hd,H+ + OH- H2O Hn,总反应：H3BO3 + OH- H2O + H2BO3- Hr Hr=Hd+Hn (26-1),此是温度滴定法求离解热的理论依据。式中，中和热Hn与温度有关。若温度为TK，推荐使用下式推算： Hn=-57111.6+209.2(T-298.2) J/mol （26-2） 反应热是通过实验测得反应过程的温升Tr，由下式计算：,式中n为生成物质的量，K为量热系统热容。K值可用已知浓度的强酸强碱的反应热，即中和热，对系统进行标定（对于强酸的稀溶液Hd0）而得。,(26-3),(26-4),代入式（26-3）,(26-5),据（26-1），弱酸的离解热H为：,(26-6),若已知弱酸的离解平衡常数Ka，据下式可求得离解过程的标准自由焓与熵的变化。,Go=-RTlnKa So=(Ho-Go)/T,关于式（26-5）中各T值，本实验是用热敏电阻与其它电阻组成的直流平衡电桥进行测定的。,电桥的输出VCD取决于Rt的变化和电桥工作电压。Rt的变化依赖于温升和热敏电阻的温度系数。工作电压升高将引起流过热电阻的电流增加，热敏电阻发热而引入误差。根据热敏电阻的额定功率，要限制其电流，一般不大于200A。 由于反应过程温升小，热敏电阻的温度系数可视为常数。电桥输出电压与温差成正比例关系，而输出电压与记录图形上变化l成正比。,Tr=ar Ts=als,式中a为比例常数，l为记录图形上输出的变化（长度），最后可得：,26-7,四、实验步骤,1用移液管取50ml0.01mol/L的HCl标准液于杜瓦瓶中。 2调节电桥电位器，使记录仪输出在适当位置。开始搅拌。 3待系统温度稳定后（3-5分钟）缓慢、匀速用注射器注入NaOH。观察过程曲线，待反应过滴定稀释期后，停止加碱。 4用50ml,0.01mol/L的硼酸标准溶液重作实验。,五、数据处理,1温升T的校正：考虑到系统与环境的热交换和NaOH滴入后稀释热等非绝热因素的影响，作如下校正。,过B点作垂线，在CD线取e点，使C到e的时间与等于反应时间（B到C的时间）。连接Ce，延长到g，Cg的斜率即为非绝热因素引起的温升速率，gm为应扣除的温升。Bg为校正后的温升。,2计算硼酸与NaOH的反应热及硼酸的一级离解热。 3已知硼酸的一级离解平衡常