酸碱中和热测定

酸碱中和热测定酸碱中和热测定 一 目的要求一 目的要求 1 了解酸碱中和热测定的有关原理 2 掌握 SWC ZH 中和热 焓 测定装置的使用 二 实验原理二 实验原理 许多化学变化过程都伴随着热效应 即有热量的释放或吸收 中和反应也 一样 这些热效应符合热力学第一定律且与物质的状态 所参加反应的量有关 但与反应经历的途径无关 一定温度 压力和浓度下 1mol 强酸和 1mol 强碱中和时所放出的热量叫 中和热 在固定温度和浓度足够稀的情况下 1mol 强酸和 1mol 强碱中和放出 来的热几乎是相等的 在不同温度下中和热的经验公式为 H J 57111 6 209 2 T 25 1 式中T为反应温度 本文采用 SWC ZH 中和热 焓 测定装置进行中和热的测定 实验时 采 用已知电压 电流和通电时间下电热丝所产生的热量来标定热量计的热容量常 数 K 然后在相同条件下 待测反应在热量计中进行 利用已得到体系的热容 量和测得的反应体系的温差来求出待测反应的反应热 并与文献值作了比较 本文实验方法和实验装置亦可用于其他热效应如溶解热 稀释热等的快速 准 确测定 三 仪器与试剂三 仪器与试剂 1 000mol dm 3 HCl 溶液 1 000mol dm 3 NaOH 溶液 图 1 中和热测定系统示意图 1 2 3 4 5 1 电脑温差测量仪 2 精密数字温差仪 3 热量计 4 电磁搅拌子 5 磁力搅拌器 四 实验步骤四 实验步骤 一 热量计热容量的测定 一 热量计热容量的测定 热量计装置如图所示 用干布擦净热杯 用容量瓶取 500 00ml 蒸馏水 注入其中 放入搅拌磁子 调节适当的转速 三圈半三圈半 塞紧瓶盖 实验过程的 搅拌速度不再改变 将精密直流恒流电源的两输出引线分别接在电热丝的两街头上 打开 电源开关 按按 状态转换状态转换 至至 测试测试 调节输出电压和电流 功率 P 为 3 4W 然后将其中一根接线断开 状态转换状态转换 至至 待机待机 待温度基本稳后按下 采零 键 打开中和热软件 在坐标轴上点击右键会出现 在点击设置坐标 会弹出如下对话框 在纵坐标 温度 里输入 2 到 2 时间输入 60 再点击 确定 在 采样速率 下选择 15 秒 点击 开始绘图 会弹出如下对话框 请仔细阅读内容后仔细阅读内容后 再点击 确定 实验开始后 大约 20 个数据后 状态转换状态转换 至至 测试测试 同时同时接线并接线并 按开始按开始 注 一定要同时 注 一定要同时 待温度升高 0 8 1 0 时 将其中一根线断开将其中一根线断开 同时点击同时点击 结束结束 注 断开与点击注 断开与点击 结束结束 按钮一定要同时按钮一定要同时 继续搅拌 再读大约 5min 关闭磁力搅拌 实验结束 点击 保存 保存数据 二 中和热的测定 二 中和热的测定 将量热杯中的水倒掉 用干布擦净 重新用容量瓶取 400 00ml 蒸馏水 注入其中 然后用移液管加入 50ml 1 mol dm 3的 NaOH 溶液 再取 50ml 1 mol dm 3的 HCl 溶液注入碱储液管中 仔细检查是否漏液 打开搅拌 盖好瓶盖 打开软件 设置坐标设置坐标 与前面相同 在 过程选择 选中 后采零采零 采零后将状态转换为采零后将状态转换为 测试测试 点击 开始绘图 大约 20 个数据后就迅速拔出玻璃棒 加入酸溶液 不要用力过猛以免相互碰撞而损坏仪器 加入酸溶液后 测定大约 10min 后即可停止绘图和关闭磁力搅拌 点击 保存 保存数据 整理实验台面 将碱储液管等收拾好 三 绘图与计算中和热 三 绘图与计算中和热 打开热量计热容量测定时保存的数据 按照图示所操作 要读取数据在坐 标显示里 点击 校正 仔细阅读弹出窗口的内容 在弹出的窗口内输入所读的数 据 例如 点击 校正 就会弹出 因为第一点就是 0 所以就点击 确定 点击 确定 后就会弹出 在这里输入第一段平台所读的横坐标数据 整数 4 在点击 确定 就会 出现 看所出现的第一段平台红线与第一段平台的趋势是否基本符合 若基本符合 就点击 否 进行步骤 要是明显不符合那就点击 是 再重复 和 操作 再进行步骤 点击 否 后就会弹出窗口 输入中点温度值 就是点击中点时读取的纵坐标 点击 确定 就会出现 若中间温度基本在升温线的中点就点击 否 若明显不符就点击 是 再重新输入中间温度 点击 否 就会弹出窗口 输入第二段平台读取两个数据的前一个数据 整数 4 再点击 确定 就 会弹出窗口 输入第二段平台读取两个数据的后一个数据 整数 4 再点击 确定 就 会出现 看第二条平台红线与第二段平台的趋势是否基本符合 若基本符合就点击 否 要是明显不符合那就点击 是 再重复操作 点击 否 后会出现 读取过程 1 温差 也就是 T1 点击 计算常数 K 就会弹出窗口 输入加热功率 就是输出电压 电流 再点击 确定 读取常数 K 的值 打开盐酸中和热测定保存的数据 点击 校正 重复 的步骤 读 取过程 2 温差 也就是 T2 若有不明白之处 请询问老师 求得 T2 后 再输入常数 K 点击 计算盐酸中和热 就会弹出窗口 仔细阅读 输入浓度值 再点击 确定 就会弹出窗口 仔细阅读 输入体积值 再点击 确定 就会出现 读取盐酸中和热数据 实验结束 五 数据记录及其处理五 数据记录及其处理 实验环境 室温 实验环境 室温 25 8 25 8 大气压 大气压 101 63KPa101 63KPa 注 左边的数值为 热量计热容量测定 的读数 右边的数值为 中和热 的测定 的读数 横坐标整数部分 x4第一段平台 6 8 6 524 24 横坐标一整数部分 x4 42 9 8 6172 24 横坐标二整数部分 x4第二段平台 47 3 13 9188 52 中间斜线中点 纵坐标 0 4455 0 6795 功率 3 45 T10 8834 0 8834 常数 K 2901 6872901 687 T21 3707 1 3707 酸碱中和热 79546 847J mol 79546 847J mol 热量计热容量的测定热量计热容量的测定 中和热的测定中和热的测定 酸碱中和热测定 酸碱中和热测定 实验测得 过程过程 1 1 温差 即温差 即 T1 T1 0 8834 0 8834 过程过程 2 2 温差 即温差 即 T2 T2 1 3707 1 3707 常数常数 K K 为为 2901 6872901 687 酸碱中和热为酸碱中和热为 79546 847J mol 79546 847J mol 根据实验时的温度实验时的温度 25 8 25 8 代入公式 H H J J 57111 6 57111 6 209 2 209 2 T T 25 25 求得 酸碱中和热的理论值为 56944 24J 56944 24J molmol 相对误差 E 39 69 E 39 69 结果分析 实验值与理论值相比较相对误差为 39 69 误差比较大 主要误差来源有 仪器的工作功率在不断变化 我们采用的方法是固定时间读出一个功率 最后求平均值 这样得出的功率有一定误差 使得常数常数 K K 偏大偏大 实验中在添加 HCL 溶液是拿开塞子直 接用烧杯倒进去的 此过程中反应体系会与外界有一定的热传导 溶液的浓度如果不是 完全标准的1 000mol dm 3 或者 NaOH 溶液放置一段时间会变质 则实验结果会有偏 差 六 思考与讨论六 思考与讨论 1 弱酸的电离是吸热还是放热 答 一般弱酸的电离是吸热 因为化学键的断裂需要吸收能量 但也有例外 如氢氟酸 的电离是放热的 2 中和热除了与温度 压力有关外还与浓度有关 如何测量在一定温度下 无限稀释时的 中和热 答 在一定的温度下 测得不同浓度的中和热 再做浓度与中和热的曲线 通过取极限 的方法