溶解热的测定

溶解热的测定一、实验目的1.用简单绝热式量热计测定KCl的积分溶解热。2.掌握量热实验中温差校正方法。3.了解计算机在线检测温度、温差的原理及在溶解热实验中的实际应用。二、实验原理 溶解过程的温度变化用数字式贝克曼温度计测定，量热法测定积分溶解焓，通常是在具有良好绝热层的热量计中进行。在恒压条件下，由于热量计是绝热系统，溶解过程中所吸收或放出的热全部由系统温度变化反映出来。在热量计内，将某种盐类溶解于一定量的水中时，若测得溶解过程的温度变化T，则该物质的溶解焓为：式中为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓；，分别为溶剂水和溶质的质量；为溶质的摩尔质量； 分别为溶剂水、溶质的热容，为溶解过程的真实温差，C为热量计的热容。盐类的溶解过程通常包含两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。前者为吸热过程，后者为放热过程，溶解热时这两种热效应的总和。因此，盐溶解过程吸热还是放热，由这两个热效应得相对大小决定。溶解热的测定在绝热式量热计中进行。为恒压条件下，过程中吸收或放出的热全部由系统的温度变化反映出来。为求KCl溶于水过程的热效应，可根据盖斯定律，将实际过程分解成两步进行。 在恒压下，溶解过程放出的热（即焓变）为上述设计的两个过程焓变（和）之和，即 （1）因为量热计为绝热系统，所以在下KCl溶解的恒压热效应为 （2）式中K是量热计与KCl水溶液所组成体系得总热容，为KCl溶解过程系统的温度变化值。常用的积分溶解热是指等温等压下，将一摩尔溶质溶解于一定量溶剂中形成一定浓度溶液的热效应。设将质量为m的KCl溶解于一定体积的水中，KCl的摩尔质量为M，则在此浓度下KCl的积分溶解热为： （3）K值可由电极法求取。即在同一实验中用电加热提供一定的热量Q，从贝克曼温度计上测得温升，则K=Q。若电热丝电阻为R，电流强度I,通电时间为，则： 所以 （4）由于实验中搅拌操作提供了一定热量，而且系统也并不是严格绝热的，因此在盐溶解的过程或电加热过程中都会引人微小的额外温差。为了消除这些影响，真实的与应用下图所示的外推法求取。 三、试剂和仪器 溶解热测定仪一台，电子分析天平一台，1000ml移液管一支，蒸馏水，KCl (A.R.) 四、实验步骤 热量计常数C的测定：1.将仪器打开，预热15min。2.用干布擦净杜瓦瓶，用量筒取250ml蒸馏水注入其中，放入搅拌磁子，调节适当的转速，轻轻地塞进杜瓦瓶的瓶塞。连接好接线后，打开电源开关，调节输出电压和电流，然后将其中一根接线断开。3.按下精密数字温度温差仪开关，片刻后按一下“采零”键，再设定“定时”1分钟，此后每分钟记录一次温差或温度，待温差变化基本稳定后，读取水的温度，作为基温。4.待温度升高0.81.0时，关闭稳压电源开关，并记录通电时间,继续搅拌，每间隔一分钟记录一次温度。用作图法确定由于通电而引起的温度变化。KCl溶解焓的测定：1.将杜瓦瓶中的水倒掉，用干布将杜瓦瓶擦干净，重新用量筒取250ml蒸馏水注入其中，然后取5.147g研磨好的KCl加入储备管中。2.调节适当的转速，轻轻地塞紧瓶塞，每分钟记录一次温度或温差，记录8次。将称量好的 KCl 经漏斗全部迅速倒入量热计中，盖好。半分钟记录一次温度值，至温度基本稳定不变，再每隔一分钟记录一次温度的数值，记录8次即可停止。3.倒掉溶液，取出搅拌子，用蒸馏水洗净热量计，清理实验台。5、 数据处理室温：26.43 压强：101.31Kpa 功率:24.78W 表1 加入KCl前后的温度与时间T前/min温度T/t/min温度/T后/min温度/126.79926.621624.78226.81026.171724.75326.81125.81824.74426.831225.611924.72526.841325.282024.71626.851425.042124.7726.861524.892224.7826.872324.69时间/min12345678910111213温度T/24.6924.6725.1525.5525.9026.2526.682727.0827.0226.9226.8826.87表2加热后的温度变化图1 加入KCl前后的温度图2 加热后的温度变化由以上两图可知：=2.18 =-2.41； ；误差分析：本次试验杜瓦瓶绝热性能不好且盖的密封程度极差,对实验结果产生较大影响。六.思考题 1.温度和浓度对溶解热有无影响？如何从实验温度下的溶解热计算其它温度下的溶解热？ 答：温度和浓度都有影响，因为溶解热是溶解过程中微观上，固态晶体的溶解、与水分子的作用（水合）、扩散（稀释）的总效果，所以温度和浓度都会影响到以上过程进行的难易程度，以及相应的热效应。通过基尔霍夫公式可用一个温度下的热效应求另一个温度下的热效应，只需知道定压热容随温度的变化情况。 2如果反应是放热的如