物化实验报告-溶解热的测定

1、溶解热测定(物化试验得好好做)一、实验目的1、设计简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓。2、复习和掌握常用的量热技术与测温方法。3、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。二、实验原理溶解热，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

2、所产生的热量的总和，可由实验直接测定。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(BA solH/ B 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。本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。利用ImolKCI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

3、途径完成：上述途径中： H = H1 + H2 = 0 H2 = - H1 H1 = n 1Cp,m ( KCL , S) + n2Cp,m ( H2O, l) + K x( T2- T1 ) H2 = n1 soIHmK = -n1Cp,m ( KCL , S) + n2Cp,m ( H2O , l) + ( n1 A soIHm ) / (T2- T1 )=-m1Cp ( KCL , S) + m2Cp ( H2O , I) + ( ml A soIHm ) / (M1 T)式中ml、m2 分别为溶解过程加入的KCI (S)和H2O (I)的质量；Cp,m为物质的恒压比热容，既单位质量的物

4、质的等压热容，Cp ( KCI，S) =0.699 kJ/(kg K),Cp (H2O，I) = 4.184 kJ/(kg K) ； M1 为 KCI 的摩尔质量， T = (T2- T1 )即为溶解前后系统温度的差值；A soIHm为1moIKCI溶解于200 moIH2O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。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A soIH = -n1Cp,m ( KNO3 , S) + n2Cp,m ( H2O , I) + K x( T2- T1 )=-m1Cp ( KNO3 ,

5、S) + m2Cp ( H2O , I) + K x( T2- T1 )摩尔溶解热 A solH m = A solH/n1同理m1, m2 :分别为溶解过程加入的KNO3 ( S)和 H2O (I)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KN03溶于200mol的H20的溶解过程的积分溶解热。1/10 C温度计、容量瓶（200ml）、停表（1个）三、仪器与试剂1、仪器：广口保温瓶

6、、磁力搅拌器、贝克曼温度计、2、试剂：氯化钾（分析纯）、硝酸钾（分析纯）四、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。 用容量瓶准确量取 200mL室温下的 蒸馏水（密度为p =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

7、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 C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。2、KNO3积分溶解热的测定（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p =1Kg.dm-3）,倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的（4）、 (5)、(7)。五、数据记录室温：21.00 C 大气压：

8、101.63Kpa氯化钾（第一次）m=4.1635gt=21.00 Ct/min123456789101112T/ C22.32222.40422.42022.43622.45222.45522.46722.45522.43422.15121.84821.529t/min131415161718192021222324T/ C21.42821.38221.36921.36721.37421.38021.38521.39321.400氯化钾（第二次）m=4.1713g t=20.05 Ct/min123456789101112T/ C22.83922.88322.89122.90222.9132

9、2.92422.92422.88422.74022.53922.34922.144t/min131415161718192021222324T/ C22.03321.97721.91921.85221.83121.81721.81421.81521.81821.82121.824氯化钾（第三次）m=4.1400g t=20.09 Ct/min1234567891011T/ C22.12622.39322.39922.40522.41222.41822.42022.222.27721.74121.532t/min1213141516171819202122T/ C21.47321.37521.3

10、3121.31721.31421.31621.31821.32021.32321.324硝酸钾（第一次）m=5.6281g t=20.20 Ct/min1234567891011T/ C22.37722.42022.44322.46622.48622.50722.44422.23421.92021.32920.942t/min1213141516171819202122T/ C20.65420.55120.48920.42420.40320.39820.40920.41520.42020.42420.427硝酸钾（第二次）m=5.6237g t=20.04 Ct/min123456789101

11、1T/ C22.85422.85522.85522.85722.86022.86322.83022.46121.71521.35221.044t/min1213141516171819202122T/ C20.87920.78520.72620.72020.71520.71820.72020.72620.729硝酸钾（第三次）m=5.6170g t=22.10 Ct/min1234567891011T/ C22.71122.73122.73622.74322.75022.75922.76422.52521.92321.43621.050t/min1213141516171819202122T/

12、 C20.86220.76620.65220.63020.62920.63320.63620.64720.65120.65420.657六、数据处理与计算1、雷诺校正：氯化钾（第二次）:m=4.1713g T=20.05 C校正后： T= -1.162 C校正后:T= -1.178 C硝酸钾（第一次）：m=5.6281gT=20.20 C校正后： T= -2.234 C校正后： T= -1.150 C硝酸钾（第二次）：m=5.6237gT=20.04 C硝酸钾（第三次）：m=5.6170gT=22.10 C2、量热计的K值计算由图得：氯化钾 (1) T= -1.162 C (2) T= -1.

13、178 C(3) T= -1.150 C分别代入 K = -m 1Cp (KCI , S) + m2Cp (H2O, l) + ( mM soIHm ) / ( M1 T)求得：K1=0.0347kJ/Ka=0.0432kJ/KK3=0.0370kJ/K取平均值：K=0.0383 kJ/K3、1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热 solH = -n 1Cp,m ( KNO3 , S) + n2Cp,m ( H2O , l) + K x( T2- T1 )=-m1Cp ( KNO3 , S) + m2Cp ( H2O , l) + K x( T2- T1 ) 101

14、10 solH m = solH/n1 = _ m)1 0.9522 200 10 - 4.184 0.0382 T? -T, m1分别代入求得： Hm1=35.31 ( kJ/mol) Hm 2=34.42 ( kJ/mol) Hm 3=34.97 ( kJ/mol)取平均值得： Hm=34.90 (kJ/mol)参考文献值： Hm=34.73 (kJ/mol)相对误差为:0.49%七、分析与讨论1、误差来源分析：(1) 本次实验中，在加入样品进行量热后，由于温度下降速度较快，温度读数往往来不及，导致部分读数点缺失或有偏差，在进行雷诺校正时难以做出平滑曲线。(2) 由于单次实验的温度并不完全

15、一致，在不同温度下样品的溶解速率有差别。(3) 实验仪器，保温瓶的绝热性能一般，兼之样品为开盖式加热，不可避免有较多的热交换，因此温度差值偏 小。(4) 实验为了加速溶解充分，使用了磁子搅拌器，属于机械搅拌。在此过程中会时保温瓶内温度会不断升高， 导致温度差值偏小。2、硝酸钾加入快慢的控制，是实验成败的关键。加得太快，会使得温差过大，体系与环境的热交换加快，测得 的溶解热偏低。加得太慢，一旦温度升到一个较高的值，即使加入所有硝酸钾也无法使温差回到零度以下，导致实验失败。一般 T控制在-0.3 C左右为宜，最低不要超过 -0.5C，但要始终为负值。实验中要时刻注意温差的变化，掌握好加料的时间和量

16、。在每次组实验完后，温差回升到0C以上，此时升温较快，需要及时加入较多的硝酸钾，否则温差可能再无法回到负值。 加料时应小心，以免硝酸钾洒落，留在瓶口的需要用毛刷刷进去。3、磁子的搅拌速度也很重要。搅拌太慢，硝酸钾难以完全溶解，若实验结束发现有未溶解的硝酸钾，应重复实验。搅拌太快，会加快散热，且温差归零的时间难以准确记录4、 在实验过程中，对应于第（2）组氯化钾，由于实验操作不当导致部分样品撒落，样品质量偏小，误差较大， 故在数据处理中舍弃，未参与处理，故无影响。5、 硝酸钾溶解在水中吸热， 这是破坏硝酸钾的晶格能， 硝酸钾的电离能以及溶剂化热等能量的综合效应。从实验结果看出，溶剂的量 n0越多

17、，吸热也越多，这可能是与溶剂化热有关，溶剂的量不同，会影响K+,NO3-周围的水合离子数。八、参考文献人与人之间的距离虽然摸不着，看不见，但的的确确是一杆实实在在的秤。真与假，善与恶，美与丑，尽在秤杆上可以看出；人心的大小，胸怀的宽窄，拨一拨秤砣全然知晓。人与人之间的距离，不可太近与人太近了，常常看人不清。一个人既有优点，也有缺点，所谓人无完人，金无赤足是也。初识时，走得太近就会模糊了不足，宠之；时间久了，原本的美丽之处也成了瑕疵，嫌之。与人太近了，便随手可得，有时得物，据为己有，太过贪财；有时得人，为己所用，也许贪色。贪财也好，贪色亦罢，都是一种贪心。与人太近了，最可悲的就是会把自己丢在别人

18、身上，找不到自己的影子，忘了回家的路。这世上，根本没有零距离的人际关系，因为人总是有一份自私的，人与人之间太近的距离，易滋生事端，恩怨相随。所以，人与人相处的太近了，便渐渐相远。人与人之间的距离也不可太远。太远了，就像放飞的风筝，过高断线。太远了，就像南徙的大雁，失群哀鸣。太远了，就像失联的旅人，形单影只。人与人之间的距离，有时，先远后近；有时，先近后远。这每次的变化之中，总是有一个难以忘记的故事或者一段难以割舍的情。有时候，人与人之间的距离，忽然间近了，其实还是远；忽然间远了，肯定是伤了谁。人与人之间的距离，如果是一份信笺，那是思念；如果是一个微笑，那是宽容；如果是一句问候，那是友谊；如果是

19、一次付出，那是责任。这样的距离，即便是远，但也很近。最怕的，人与人之间的距离就是一句失真的谗言，一个不屑的眼神，一叠诱人的纸币，或者是一条无法逾越的深谷。这样的距离，即便是近，但也很远。人与人之间最美的距离，就是不远不近，远中有近，近中有远，远而不离开，近而不相丢。太远的距离，只需要一份宽容，就不会走得太远而行同陌人；太近的距离，只需要一份自尊，就不会走得太近而丢了自己。不远不近的距离，多像一朵艳丽的花，一首悦耳的歌，一首优美的诗。人生路上，每个人的相遇、相识，都是一份缘，我们都是相互之间不可或缺的伴。人与人之间的距离虽然摸不着，看不见，但的的确确是一杆实实在在的秤。真与假，善与恶，美与丑，尽在秤杆