实验测定中和热.doc

实验测定中和热实验目的测定强酸、强碱反应的中和热。实验用品大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。实验原理Q=mct Q:中和反应放出的热量。m：反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。t：反应前后溶液温度的差值。（m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，t可用温度计测出反应前后的温度相减得到。酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量可通过量出它们的体积，再乘以它们的密度得到）因此，上述计算Q的式子可表示为Q=（V酸酸+V碱碱）c（t2t1） 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)V酸=V碱=50 mL。c酸=0.50 mol/L，c碱=0.55 mol/L。酸=碱=1 g/cm3c=4.18 J/（g）把以上数据代入式，得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。Q=0.418（t2t1）kJ 注意：式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其H为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成 1 mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol，故式表示的也不是中和热。中和热应表示为H= kJ/mol。实验步骤1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。实验装置2.用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。中和热实验中的问题“中和热的测定”实验有几个为什么的问题需要解决。(1)教材有注，“为了保证0.50molL的盐酸完全被中和，采用0.55molLNaOH溶液，使碱稍稍过量”，那可不可以用0.50molLNaOH与0.55molLHCl，让酸稍稍过量呢?答案不是“可以与不可以”而是“不宜”。原因是稀盐酸比较稳定，取50mL、0.50molLHCl，它的物质的量就是0.025mol，而NaOH溶液极易吸收空气中的CO2，如果恰好取50mL、0.50molLNaOH，就很难保证有0.025molNaOH参与反应去中和0.025mol的HCl。(2)为了确保NaOH稍稍过量，可不可以取体积稍稍过的0.50molLNaOH溶液呢?回答是可以的。比如“量取51mL(或52mL)0.50molLNaOH溶液”。只是(m1+m2)再不是100g，而是101g或102g。（3）烧杯间填满碎泡沫的作用防止热量散失起始温度“t1/”关于量HCl和NaOH溶液的起始温度“t1/”不能以空气的温度去代替酸碱溶液的温度;也不能以水的温度去代替酸碱溶液的温度，因为空气、水和溶液(这里是酸碱)的温度是有差别的，会明显影响实验结果。为了使NaOH和HCl溶液的温度稳定，最好是把配成的溶液过夜后使用。最好不求HCl和NaOH两种溶液温度的平均值。两者的温度悬殊差别越大，实验结果越是失去意义，最好是两种溶液的温度相同。办法是:用手握住烧杯使温度低的溶液略有升高，或用自来水使温度高的溶液略微降温，以达到两种溶液温度相同的目的。注意，中和热的测定最好在20左右的环境温度条件下进行，不宜低于10以下，否则低温环境容易散热，会使中和热的测定值明显偏低。为什么采用环形玻璃棒搅拌混合液，可不可以用普通玻璃棒?能不能用振荡的方法混匀溶液?环形玻璃棒的优点在于:上下移动搅拌的面积大、范围广(切不可把环形玻璃棒移出混合液的液面!)，混合均匀，普通玻璃棒显然不具有这种优点。至于振荡混合液，一定会有部分混合液附着在烧杯壁，这样散失的热量会使中和热的测定值偏低。强酸与弱碱，强碱与弱酸的中和反应热值如何估计?鉴于弱酸、弱碱在水溶液中只能部分电离，因此，当强酸与弱碱、强碱与弱酸发生中和反应时同时还有弱碱和弱酸的不断电离(吸收热量，即电离热)。所以，总的热效应比强酸强碱中和时的热效应值(57.3KJ/mol)要小一些。值得注意的是，有少数弱电解质(如氢氟酸)电离时会放热，它与NaOH的中和热会大于57.3KJ/mol(实为67.7KJ/mol)。酸碱的浓度该有个什么大小范围?太大、太小对测定值会有什么影响?如果强酸强碱溶液的浓度太大，混合时由于体积增大，离子继续扩散水合产生热效应。离子的水合热大于扩散热，使总过程放热，使得测得的热值偏高。但是酸碱溶液的浓度也不可太小，否则中和反应放出的热太少，温度变化不大，不易测出。经验指出，测定中和热的酸碱的浓度大小范围以在0.10molL1.0