华师物化实验报告溶解热的测定

1、华师物化实验报告-溶解热的测作者：日期:华南师范大学实验报告学生姓名年级、班级课程名称实验项目溶解热的测定实验类型日验证设计综合实验时间实验评分实验指导老师一、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

2、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。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 s o IH/ 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

3、1m ol K Cl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： Hl = n1 C p,m ( K CL , S )+ n 2 Cp,m(H2O, l)+ K X ( T 2- T 1) H 2= n s o IHmK = n 1 C p,m( K CL , S) + n2Cp,m( H2 O, I)+(n1 s o IHm )/ (T2- T1)=-:m1Cp (KCL ,S)+ m 2 Cp ( H2O, I)+(m1 As oIHm ) /(M1 T)式中ml 、m 2分别为溶解过程加入的KC1(S )和H2O(

4、I )的质量；Cp, m为物质的恒压比热容，既单位质量的物质的等压热容，Cp(K CI, S) = 0 .699 k J/(kg K) ,Cp (H2O,I)= 4.184 kJ / ( k g - K) ; M1 为 KC I 的摩尔质量， T = (T 2 - T 1) 即为溶解前后系统温度的差值；A s o IHm为1mo IKC 1溶解于2 0 0 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 20 0 mo I的H2O的溶解过程的积分溶解热,途径如下A so 1 H = -: n1 C p,m ( KN

5、O3,S)+ n 2 C p,m(H2O,I)+ K X (T2- T l)=-m1Cp( K NO3 S) + m 2Cp ( H 2O,I) + K X (T 2 T1)摩尔溶解热A soIH m = Aso IH/n1同理ml, m2 :分别为溶解过程加入的KNO3( S)和H 2 O(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,C p ( KNO3, S )=0.95 2 2KJ. 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);n l :所加入的KNO3摩尔数通过公式，既可求得lmo I的K NO3溶于2 0 0 mo I

6、的H2O的溶解过程的积分溶解热。三、仪器与试剂1、仪器:广口保温瓶(1个) 磁力搅拌器(1台)贝克曼温度计(1台)1?/ l 0C温度计(1支) 容量瓶(2 00 ml )(1个) 停表(1个)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. l 413克的K CI,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

7、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KC1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 C温度计的读数,根据此温度从附表中查出相应的KC L的积分溶解热。 N（7） 称量已倒出K Cl的空称量瓶质量，准确计算已溶解的KCL的质量。2、KN03积分溶解热的测定（1）在称量瓶中准确称取5 .6161克的KN 03 ,并记下装KN03的

8、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= 1 K g . 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：22.2 0 C 大气压：102.055K p a氯化钾（第一次）m = 4.16 10g t= 22 .5 Ct/ m in123456789101 11 2T / C22.92422.9332 2.9342 2.9 372 2. 93922 .9412 2. 8502 2. 44122. 0 1921.92221. 8 7621.854t/ m in81 920212 2232 4T/ C21.

9、 8 412 1. 8 322 1 .82821 . 8272 1 .82721.8272 1. 8 372 1.84821.8592 1.8 702 1.880氯化钾（第二次） m =3. 7 992 g t=221 . 90 Ct/min123456789101112T/ C22.54622. 5 512 2 . 5 542 2.5592 2. 5 642 1 .98821.86221.6622 1.57721. 5332 1.51021. 488t/min81 92021222 324T/ C2 1.4792 1.4752 1. 47521. 4 7421. 4752 1. 4782 1

10、 . 49 021.49 921 .51821.53021. 543氯化钾（第三次） m=4 .1791g t = 22.80 Ct/ min1234567891011T/ C23 .0 712 3 .07 32 3 .07523. 0 782 3 . 0 812 2.96 32 2. 4442 2.25922.14 422.063 2：2.02 4t / min1 281 9202 122T/C2 1 .9942 1 .98 221.97 321.96821.96621.9662 1.96921 . 99 22 2.0 0522.0 1 62 2. 02 7硝酸钾（第一次）m=5.6662

11、g t=22.20 Ct/min1234567891011T / C22.76422 .76922. 7 7622. 7 822 2 .78922.73 82 2. 15021.43 72 1 .1 7820.8672 0 .7 77t/ m in1 28192 02 122T/C20. 71420.6802 0 .65920.65 020. 6 5120.66 52 0. 68520.72620.74 620.7 4 620.76 3硝酸钾（第二次）m= 5 .6035g t=22. 80 Ct/min1234567891 011T/ C23.251 23.24 92 3 .2 492 3.

12、 2 4923. 2502 3 .2 1722. 3 412 2.0 9 12 1 .44 52 1. 3 3C21. 2 16t /min128192 02122T/ C21. 1 532 1. 1282 1 . 1042 1 .09 221.0892 1. 08821. 0892 1. 0 892 1.10521.14 121 .158硝酸钾（第三次）m= 5. 6421g t =22.1 0Ct/min1234567891 011T / C22.6 9222 .6 9 52 2.69822. 7 0 22 2 .7 062 2. 6 542 2.3682 1 .1 492 0.93020

13、.83 72 0.686t/min12819202 122T / C20. 6 422 0.6132 0.5892 0 . 5 7520.5692 0.5 6 82 0.58920. 60020 .6192 0. 6 382 0.655六、数据处理与计算1、雷诺校正：t: nr = a *Weigh卜*艸勺直i勺GumOf2厲1临巧1血扣h H A 屮1戸Wskf羽re利BIn： arced2Z ?24GJUJU21I23apfl0 00303:MU3E卜斗ElioirjinB百ElF呱i尊PMNbWi ght ng口=刃csj合 urnT3?5EtE-4.小 r：，-；：1 ZF-60时皿和

14、时哺Sir. uf:零I爭!E322：qCQUHEnrjkw2E*Fqq JliffhT- j *旷耳5 i.rt-brindiuiiS-urv-出-CJSTr-nS- rIJJIZ273Xd|Si: oJi-vMK!&gwFlwdM*? Er-#-Hrilarapk21工立口山伯0 OtJf 囱OJOBIIfl |射（I2、氯化钾（1）m= 4. 1 610gt= 2 2.5 C校正后 T=1. 16 55C校正后校正后氯化钾（2）m=3. 7 992 gt = 2 2 1 .9 OC T= 1.171 2C23.22J.022122.22A22.222.C21 S硝酸钾(1)m=5.66

15、6 2g t=22 . 2OCEir.vny+hFHa 供r轉f Di ： uJl 沁E 917E-7Firia 1D顾叶二斗 F-Elqiur0 CBS2 IVJ山tLi dMIn JiInte卑解23JXErSjOdEOS q:X題1.6Z753E 4y- 4- VkWblrfhtHa*弧luffi1 WK、Z 1Li.MBf1i申I J -I IVjL*空r Erm日inlw triOijOKt fflui T =2 .30 2 OC氯化钾(3)m=4.1 7 9 1gt = 2 2.80 C校正后 T=1.2 O7 9CtqxtujL04 屮NSQMirKIFITdT 吕 4 D|i

16、Sqtiawwg：IIJERPuw 耐ft rLA：il11也h电SbrndTij E TnrBIntel P5pt220 JS0S5E0 DD6Z1 JU-.L-iECRjiikri苛二 + Ufx炖$1jflu-urEr1lan昌昭创刖RlMi zf Szuai-as.aaEon-E r 鼠m起期小V- ft *ho kg萌tinetuaisum.*i-4-e知 nnN rc站毁IJ蛍員rmirJ rn&rJHer:申23 315DCHJIlsj!i00诂沖tiCflue&GE盟若*1 5275 E-4L1UZUA硝酸钾(3)m=5. 6 421 g t = 22.10 C校正后 T=2

17、. 2 835 C2、量热计的K值计算由图得：氯化钾(1) T= 1 . 1 6 5 5 C氯化钾 T=1.1712 C氯化钾(3 ) T=1.2 0 7 9C分别代入K = - m 1Cp( K CL,S) + m2Cp ( H2O, l ) +( m 1 A sol H m )/ ( M1 T求得：K仁0.0 1 45 6 3 3 64 kJ/K K2=- 0 . 0 5 6 449269kJ/ K K 3 =-0 . 0191 1 3618k J/ K由于（2）中数据偏差较大，故舍去，取（1）（3 ）平均值K=-0 . 00227 5 12 73、1mo l的K NO3溶于200 mol

18、的H2O的溶解过程的积分溶解热As olH = -n1 C p,m ( KNO3,S + n2Cp,m (H2O ,l )+ K X(T 2- T1)=-:m1Cp ( KN O3, S)+ m2 C p( H 2O, l ) + K x( T2- T1)A sol H m = A solH/n1分别代入求得 Hm 仁3i .4 9 87 (kJ/mo 1 )H m 2 = 3 3.5882(k J/ mol) Hm 3 =3 4. 3 667( kJ/mol )取平均值得 Hm= 34.1 51 ( kJ/m o l)参考 文献值 Hm=8 4.7 3(k J/ mol)相对误差为：0.666%七、分析与讨论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，是误差来源之一。2、 由于单次实验的温度并不完全一致，在不同温度下样品的溶解速率有差别，因此是误差来 源之一，但在温度差别范围之内影响不大，可以忽略。3、 在实验过