物化实验报告溶解热的测定_KCl、KNO3资料

1、华南师范大学实验报告学生姓名专 业化学(师范)课程名称物理化学实验实验类型 佥证 口设计關合学 号年级、班级实验项目实验时间年月日实验指导老师 实验评分【实验目的】1. 设计简单量热装置测定某物质在水中的积分溶解热。2. 复习和掌握常用的量热技术与温度测定与校正方法。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【实验原理】溶解热，即为一定量的物质溶解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。积分溶解热是指在等温等压下把 1mol溶质溶解在一定量的溶剂中时所产生的热效应。 它是溶液组成

2、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。微分溶解热是等温等压下，在大量给定浓度的溶液里加入1mol溶质时所产生的热效应，(-)50它可以表示为 n，因溶液的量很大，所以尽管加入1mol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，它是在绝热恒压而且不做非体积功的条件 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200mL水中的积分溶解热

3、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，可设计如 下途径：在上述途径中， Hi为KCI(s)、H20(l)及量热计从Ti等压变温至T2过程的焓变， H2 则为在T2温度下，物质的量为ni mol的KCI(s)溶于n2 mol H2OQ)中，形成终态溶液的焓变。 因为 H= Hi + H2=0 H2 = Hi所以 Hi= ni Cp,m(KCI,s)+ n2Cp,m(H2O,l)+K x (T2 Ti) H2=ni solHmK = ni Cp,m(KCl,s)+ n2Cp,m( H2O,l)+ ni solHm/( T2 Ti)=mi Cp (KCl,s)+ m2 Cp

4、 (H2O,l)+ mMsolHm/Mi T(i)式中，mi、m2分别为溶解过程加入的KCl(s)和H2O(l)的质量；Cp,m为物质的恒压比热容；Cp (KCI,s)=0.699kJ/(kg K)，Cp ( H2O,l)=4.i84 kJ/(kg K); Mi 为 KCl 的摩尔质量； T= T2Ti,即为溶解前后系统温度的差值； solHm为imol KCl溶解于200mL H2O的积分溶解热， 其不同温度下的积分溶解热值见附录。通过式(i)可计算量热计的K值。本实验测定imol KNO3溶于200mL H2O的溶解过程的积分溶解热，计算原理同上。【仪器与试剂】1. 仪器：广口保温瓶(i个

5、)；i/i0r温度计(i支)；容量瓶(200mL，i个)；磁力搅 拌器(i台)；贝克曼温度计(i台)。2. 试剂：KCI(A.R.) ； KNO3(A.R.)【实验步骤】i. 量热计的标定(1) 准确称取4.i4i3g的KCI (只要接近这个数值即可)=ikg/L)，倒入广口保温瓶中7O(2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水(密度为p(3) 按图组装好简单绝热测温式量热计，并调节好贝克曼温度计。(4) 打开磁力搅拌器，保持一定的搅拌速率，观察贝克曼温度计的读数变化，待温度变化率基本稳定后，每 隔15s记录一次温度，连续记录6次，作为溶解前 的温度。(5) 打开量热计的盖子，将已称重的

6、KCI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5s记录一次温度，直到温度不再变化时，再连续记录6个温度变化率稳定的点，此6个点作为溶解的后期温度。(6) 读取1/10C温度计的读数，根据此温度从附表中查出相应的KCI的积分溶解热。2. KN03积分溶解热的测定(1) 准确称取5.6161g的KN0 3。(2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水(密度为p =1kg/L)，倒入广口保温瓶中， 以下操作如1.中的(4)、( 5)、(6)。【数据的处理】1.数据记录(1)药品称量表一药品质量记录表试剂KCIKNO3样品1质量/g4.14605.6125样品2质量/g4.14

7、865.6021样品3质量/g4.13925.6220(2) KCI第一次溶解表二KCI第一次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.5231022.5241922.49223.5251122.4952022.494323.5271222.4852122.5423.5291322.4792222.504523.5311422.4752322.509623.5331522.4752422.513723.5261622.4752522.519822.8731722.4792622.522922.5821822.4842722.529(3) KCI第二次溶解

8、表三KCI第二次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.511722.9743322.503223.5111822.833422.495323.5131922.7553522.489423.5152022.7153622.483523.5172122.6513722.479623.5152222.6273822.479723.5172322.6093922.479823.5192422.5934022.479923.522522.5844122.4811023.5212622.5734222.491123.4692722.5634322.4891223

9、.3792822.5474422.4921323.3192922.5294522.4951423.2513022.5154622.4991523.1443122.5134722.5021623.0673222.5074822.505(4) KCI第三次溶解表四KCI第三次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.1621322.1392522.147223.1631422.1192622.151323.1641522.1052722.154423.1641622.1012822.155523.1651722.0952922.159623.1651822.

10、0953022.155723.1291922.0953122.163822.8222022.0973222.162922.5152122.1113322.1651022.3632222.1253422.171122.232322.1393522.1751222.1792422.1453622.179(5) KN0 3第一次溶解表五KN0 3第一次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.1711321.2472421.134223.1741421.1892521.141323.1741521.1592621.155423.1751621.1392721.

11、159523.1751721.1072821.164623.1751821.1022921.167723.0641921.1073021.172822.2372021.1093121.177921.8152121.1133221.1811021.6742221.1223321.1871121.4492321.1293421.1931221.329(6) KN0 3第二次溶解表六KN0 3第二次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.3731121.5692021.315223.3731221.4692121.319323.3731321.4092221

12、.325423.3721421.3552321.332523.3721521.3292421.339623.3721621.3192521.345723.2291721.3152621.351822.6351821.3142721.357922.4091921.3152821.3641021.775(7) KN0 3第三次溶解表七KN0 3第三次溶解温度记录表时间/15s温度/C时间/15s温度/C时间/15s温度/C123.1671221.1592321.125223.1671321.1292421.133323.1671421.1132521.14423.1651521.1052621.1

13、45523.1651621.1012721.152623.1671721.1012821.159723.1471821.1012921.165822.2511921.1033021.17921.642021.1053121.1771021.3492121.1123221.1821121.2292221.1192.溶解前后的温差校正(1) KCl溶解的雷诺校正图2) KNO3 溶解的雷诺校正图3. 结果计算 计算量热计的热容根据公式： K= mi Cp (KCI,s)+ m2 Cp (H20,l)+ m 1 soiHm/M 1 T代入数据，算得 K 1 =0.0111 kJ/K； K2=0.01

14、09 kJ/K； K3=0.0113 kJ/K 取平均值 K=0.0111计算硝酸钾在水中溶解的积分溶解热根据公式： soiH= mi Cp,m(KNO3,s)+ m2Cp,m(H2O,I)+K x (T2 Ti)代入数据，算得 soiHi=1.7876kJ;A soiH2=1.8188kJ;A soiH3=1.8375kJ又厶 soiHm= A soiH/ni,算得 A soiHmi=32.2005kJ;A soiHm2=32.8229kJ;A soiHm3=33.0430kJ取平均值A soiHm=32.6888kJ实验讨论】1. 根据积分溶解热的定义，可知随着n0增大，4H应该不断增大的

15、，且增大的速率逐渐 变慢。KNO固体的溶解过程是一个吸热过程，所以积分溶解热都大于 0,本次实验的测 量结果均符合正常值。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AT空制在-03C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。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。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. 实验中使用的硝酸钾不