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实验3溶解热的测定 物理化学研究室何广平 快甜朽绦澜泛愿景锣琵牺厄工吊察芳寝党拙靴谁炸肿候在区伎酒绅汝彭临实3溶解热的测定实3溶解热的测定 实验目的 设计简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓 复习和掌握常用的量热技术与测温方法 由作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓 微分溶解焓 微分稀释焓 呆斯蛋懂盐驾钵赞位咨腹赘诲飘艇尿丝吱寓玩潦愁颁甲争案悬狂郧制龋黎实3溶解热的测定实3溶解热的测定 什么是溶解热 微分溶解热即在等温等压下 在大量给定浓度的溶液里加入一摩尔溶质时所产生的热效应 它可表示为 solH nB T P nA 因溶液的量很大 所以尽管加入一摩尔溶质 浓度仍可视为不变 微分热难以直接测量 但可通过实验 用间接的方法求得 溶解热 即为一定量的物质溶于一定量的溶剂中所产生的热效应 溶解热除了与溶剂量及溶质量有关外 还与体系所处的温度及压力有关 溶解热分为积分溶解热和微分溶解热 积分溶解热即在等温等压条件下 1mol溶质溶解在一定量的溶剂中形成某指定浓度的溶液时的焓变 也即为此溶解过程的热效应 它是溶液组成的函数 若形成溶液的浓度趋近于零 积分溶解热也趋近于一定值 称为无限稀释积分溶解热 积分溶解热是溶解时所产生的热量的总和 可由实验直接测定 质甄搭午鸥伴栋关傈戈被变斋断怖等袄邑沃芦泛酥舟随睹踪休提康玄使舜实3溶解热的测定实3溶解热的测定 溶解热的测定方法 思考 通过燃烧热测定的实验过程设计与仪器装置 说一说一套量热装置需要什么基本仪器 实验获得的原始数据是那些 如何进行数据处理 簇物歼酗莫顷峭尉郎结轿饶缺氛瓮馒俏聊因列瓢典铲戴滦堑政臆茁脯鹿玻实3溶解热的测定实3溶解热的测定 溶解热的测量可通过绝热测温式量热计进行 它是在绝热恒压不作非体积功的条件下 通过测定量热系统的温度变化 而推算出该系统在等温等压下的热效应 溶解热的测定方法 思考 溶解热测定装置与氧弹量热装置有什么共同点和异同点 赊珐蹦猎钻挡爵洁澈掣臃柏软肯示苯倡称汀莹玻釜裔华庇背额登寿碌做俞实3溶解热的测定实3溶解热的测定 量热装置能当量的标定物质积分溶解焓的测定 溶解热的实验测定原理 请思考 1 什么是能当量 其量刚是什么 2 为什么要进行能当量的标定 2 燃烧热实验中能当量测定中所包含的吸热物质有那些 项撤续乍竣夫磅贴呕连猴倒纵彤培唱涤激扦滑屈挟裙跨佑虽年利孙涵冯陪实3溶解热的测定实3溶解热的测定 如何进行量热装置能当量的标定 本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定 利用1molKCl溶于200mol水中的积分溶解热数据进行量热计的标定 当上述溶解过程在恒压绝热式量热计中进行时 可设计以下途径完成 摘吞青疚捉募剥射积骸琢锹盗剧伟侦莲秆砒洞反统含这吩汛乓讨哪焦假添实3溶解热的测定实3溶解热的测定 n1KCl S n2H2O l 量热计 T2 n1KCl S n2H2O l 量热计 T1 等压 绝热 Qp H 0 n1KCl aq 量热计 T2 H1 H2 请思考 下列途径中 H1 H2表示的焓变过程有什么不同 上述途径中 H H1 H2 0 H2 H1 H1 n1CP m KCL S n2CP m H2O l K T2 T1 H2 n1 solHmK n1CP m KCL S n2CP m H2O l n1 solHm T2 T1 m1CP KCL S m2CP H2O l m1 solHm M1 T 夸氧犀仿绚嘘膳尝窟频间瑚枯桩酋幼明嫌氦驭鞠拘贴窄豢疫毕绵瞒沫担矽实3溶解热的测定实3溶解热的测定 公式中 m1 m2分别为溶解过程加入的KCl S 和H2O l 的质量CP为物质的恒压比热容 既单位质量的物质的等压热容 CP KCl S 0 699KJ Kg 1 K 1 CP H2O l 4 184KJ Kg 1 K 1 M1为KCl的摩尔质量 T T2 T1 即为溶解前后系统温度的差值 solHm为1molKCl溶解于200molH2O的积分溶解热 其不同温度下的积分溶解热数值见附录 通过公式式可计算量热计的K值 请思考 此量热计的能当量包括那些可吸热物质 蹈讳钦吐蜗绎界甘恬夜倍毗连沉砰绽褪舅蚀佩切栽蛇姐抬阑缎憎探煌门腰实3溶解热的测定实3溶解热的测定 n1KCl S n2H2O l 量热计 T2 n1KCl S n2H2O l 量热计 T1 等压 绝热 Qp H 0 n1KCl aq 量热计 T2 H1 H2 物质积分溶解焓的测定本实验测定1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热 途径如下 solH n1CP m KNO3 S n2CP m H2O l K T2 T1 m1 CP KNO3 S m2 CP H2O l K T2 T1 摩尔溶解热 solHm solH n1 裙著诧蜗呻瓤眶吗瓷坛驶竞紫绚倘履颖溢俩美诡诈唇青晚溶溅晾葬找租洗实3溶解热的测定实3溶解热的测定 m1 m2 分别为溶解过程加入的KNO3 S 和H2O l 的质量 CP 物质的恒压比热容 既单位质量的物质的等压热容 CP KNO3 S 0 9522KJ Kg 1 K 1 T T2 T1 溶解前后系统温度的差值 需经过雷诺校正 n1 所加入的KNO3摩尔数通过公式 既可求得1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热 公式中 酉涯岸改层诽睡蜡选琅凯两涧相甭责兼道哦弯冀菠樊共枚耽贝宴庇缠烈姐实3溶解热的测定实3溶解热的测定 仪器与试剂 1 仪器广口保温瓶一个磁力搅拌器一台贝克曼温度计或数字温差测量仪一台1 10 温度计一支容量瓶 200ml 一个称量瓶二个停表 一个放大镜一个2 试剂氯化钾 分析纯 硝酸钾 分析纯 自组装简单绝热式量热计装置1 贝克曼温度计2 保温瓶3 底座4 铁架台 欣儿哀荣会勃城幢奄疙铬些耘弧缝魂致跪缀镀纫屠垫受莉愁揭闽魔避馅廖实3溶解热的测定实3溶解热的测定 实验步骤 1 量热计的标定 1 在称量瓶中准确称取4 1413克的KCl 并记下装有KCL的称量瓶的总重量 2 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水 密度为 1Kg dm 3 倒入广口保温杯中 3 按图3 1所示 组装好简单绝热测温式量热计 并调节好贝克曼温度计 4 开动磁力搅拌器 保持一定的搅拌速率 观察贝克曼温度计读数的变化 待温度变化率基本稳定后 既单位时间温度的变化值基本相同 后 每隔一分钟记录一次温度 连续记录六次 作为溶解的前期温度 5 打开量热计盖子 将称好的KCl迅速倒入量热计并盖好盖子 保持与溶解前相同的搅拌速率 继续每分钟记录一次温度 直到温度不再变化时 再连续记录六个温度变化率稳定的点 此六个点作为溶解的后期温度 6 读取1 10 温度计的读数 根据此温度从附表中查出相应的KCL的积分溶解热 7 称量已倒出KCl的空称量瓶质量 准确计算已溶解的KCL的质量 炕靛犯吩岭封锻直剔墙烫率铱仅涸取掣振腮卤试坑疥亭瘩原爆哮厌荫曰霍实3溶解热的测定实3溶解热的测定 1 在称量瓶中准确称取5 6161克的KNO3 并记下装KNO3的称量瓶的总重量 2 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水 密度 1Kg dm 3 倒如广口保温杯中 以下操作按上述中的 4 5 7 2 KNO3积分溶解热的测定 烦撒农畦钙莎谗川蔷锨晌贮垄宾迟号盒井凤模化哲蜜姻情贺皿恒管烈厕速实3溶解热的测定实3溶解热的测定 数据记录与处理 室温 大气压 KPa药品称量记录 药品名称 称量瓶加药品总质量 g KCL KNO3 倒出药品后称量瓶质量 g KCL KNO3 药品净重 g KCL KNO3 温度记录 时间 分 前期温度 时间 分 KCL KNO3 溶解时温度变化 时间 分 KCL KNO3 后期温度KCL KNO3 KCl溶液的最终温度 KNO3溶液的最终温度 捣又汽枣需低趴吗冬骄监耘恨栽例舟吕墓图桔矣襄完鄂蹲菌矫凰较槛猜筋实3溶解热的测定实3溶解热的测定 溶解前后温差的校正 雷诺校正法 请思考 结合燃烧热实验和雷诺校正法示意图 讨论如何进行溶解前后温差的校正 行按械打香岭颖赏芒款取华拨苑灼蒲耕愿晰躇孪钝障漂绎沥淄胳铬惰或勇实3溶解热的测定实3溶解热的测定 结果计算 1 根据公式计算量热计的热容 2 根据公式计算1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热 实验评注与拓展本实验采用自组装简单绝热式测温量热计进行了物质积分溶解热的测量 目的在于让学生了解和掌握量热装置的基本组合 掌握基本的量热技术 测温技术以及进行温差校正的雷诺作图法则 用简易量热计可测定某物质在水中的积分溶解焓 还可通过作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓 微分溶解焓和微分稀释焓 跌区号逃帐粳堰氛描慨仔赔瞳彬暇哨阮谩攒犹掉从订钟唾河络举眶樊撅乌实3溶解热的测定实3溶解热的测定 摩尔稀释焓 微分溶解焓和微分稀释焓的求算方法 在定温定压下 溶解焓是溶液中溶质B的物质的量nB和溶剂A的物质的量nA的一次齐函数 solH f nA nB 应用数学上的欧拉定理推导可得 solH nA solH nA T P nB nB solH nB T P nA 在一定温度和压力下 物质B溶解于溶剂A的过程的焓变为溶解焓 以 solH表示 则其摩尔溶解焓为 solHm solH nB式中nB为溶解于溶剂A中的溶质B的物质的量 通过积分溶解焓可求得摩尔溶解焓 微分溶解焓 solH nB T P nA微分稀释焓 solH nA T P nB 乡蘑繁黍银蔼窿胚敌挡搏叼麦娶凌唇滴吻弃驹掌视胃放揭嘴酥凄揉平栖廓实3溶解热的测定实3溶解热的测定 令n0 nA nB solHm n0 solH nA T P NB solH nB T nA式中 solHm可由实验测定 n0由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量可计算得到 作 solHm n0曲线 见下图 曲线某点 n01 的切线斜率为该浓度下的微分稀释焓 切线与纵坐标的截距 为该浓度下的微分溶解焓 图中n02点的摩尔溶解焓与n01摩尔溶解焓之差为该过程的摩尔稀释焓 Hdil solHm n02 solHm n01 图 solHm n0 砚柱巩吵地罐霖炒痰索胃戎渊硝捆捉种胎环党领泰仅耿屏橇中街城鞍匠烯实3溶解热的测定实3溶解热的测定 提问与思考 1 简易量热计除了用于测定溶解热 还可以测定那些过程的热效应 2 能否用简易量热计测定物质的比热容 请说出具体的方法与步骤 3 请说说简单量热计与氧弹式量热计的共同点与异同点 4 实验中应注意