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烙。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始、微分溶解焰、微分稀释始。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燃变。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所产

2、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(9 AsolH/9nB) 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ImolKCl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

3、：上述途径中： H = AH1 + AH2 = 0 -HZ = - AH1 H1 = n1Cp,m (KCL, S) + n2Cp,m (H2O, l) + K X ( T2- T1 ) H2 = n1 A soIHmK = -n1Cp,m (KCL , S) + n2Cp,m ( H2O , l) + (n1 A solHm ) / (T2- T1 )=-m1Cp (KCL , S) + m2Cp (H2O , l) + (ml A solHm ) / (M1 AT)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 位质量的物质的等

4、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ImoIKCI溶解于200 moIH2O的积分溶解热 淇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1moI的KNO3溶于200moI的H2O的溶解过程的积分溶解热，途径如下AsolH = -n1Cp,m ( KNO3 , S) + n2Cp,m ( H2O , l) + K X ( T2- T1 )=-m1Cp (KNO3, S)

5、+ m2Cp ( H2O , l) + K X ( T2- T1 )摩尔溶解热A soIH m = A soIH/n1同理ml, 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, AT = (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 1moI的KNO3溶于200moI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、磁力搅拌器、贝克曼温度计、1/10C温度计、容量瓶(200m

6、I)、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 4.1413克的KCI,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 蒸储水(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迅速倒入量热计并盖好盖子，

7、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1/10C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室温下的蒸储水(密度p =1Kg.dm-3),倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的(4)、。五、数据记录室温：21.00 C 大气压：101.63Kpa氯化钾(第一次

8、)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/ C22.83922.88322.89122.90222.91322.92422.92422.88

9、422.74022.53922.34922.144t/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/ C21.47321.37521.33121.31721.31421

10、.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/min1234567891011T/ C22.85422.85

11、522.85522.85722.86022.86322.83022.46121.71521.35221.044t/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/ C20.86220.76620

12、.65220.63020.62920.63320.63620.64720.65120.65420.657六、数据处理与计算1、雷诺校正:(2)氯化钾（第一次）：m=4.1635g T=21.00 C氯化钾（第二次）：m=4.1713g T=20.05 C校正后：4T= -1.162 C校正后：T= -1.178 C氯化钾（第三次）：m=4.1400g T=20.09 C校正后： T= -1.150 C硝酸钾（第一次）：m=5.6281g T=20.20 C硝酸钾(第二次):m=5.6237g T=20.04 C硝酸钾（第三次）：m=5.6170g T=22.10 C校正后： T=2.285C校

13、正后： T= -2.175 C2、量热计的K值计算由图得：氯化钾 (1)T= -1.162 C (2)AT= -1.178 C (3) T= -1.150 C分别代入 K = -m Qp (KCl, S) + m2Cp (H2O, l) + (mAsolHm ) / (M AT)求得：K二0.0347kJ/KK2=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AsolH = -n1Cp,m ( KNO3 , S) + n2Cp,m ( H2O , l) + K X ( T2- T1 )=-m

14、1Cp (KNO3, S) + m2Cp ( H2O , l) + K X ( T2- T1 )A solH m = A solH/n1 =_(m/m0.9522+ 200x10葭4.184+0.0382X2/ 一才*10110 mi分别代入求得：A Hmi=35.31 (kJ/mol) A Hm2=34.42 ( kJ/mol) A Hm3=34.97 ( kJ/mol)取平均值得 ：A Hm=34.90 (kJ/mol)参考文献值 ：A 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

15、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 AT控制在

16、-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。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

17、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，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、参考文献二*,小学少先队组织机构少先队组织由少先队大队部及各中队组成，其成员包括少先队辅导员、大队长、中队长、小 队长、少先队员，为了健全完善我校少先队组织，特制定以下方案： 一、成员的确定1、大队长由纪律部门、卫生部门、升旗手、鼓号队四个组织各推荐一名优秀学生担任（共 四名），该部门就主要由大队长负责部门内的纪律。2、中、小队长由各班中队公开、公平选举产生，中队长各班一名（共 11名），

18、一般由班长 担任，也可以根据本班的实际情况另行选举。小队长各班各小组先选举出一名（共 8个小组，就 8名小队长）然后各班可以根据需要添加小队长几名。3、在进行班级选举中、小队长时应注意，必须把卫生、纪律部门的检查学生先选举在中、 小队长之内，剩余的中、小队长名额由班级其他优秀学生担任。4、在班级公开、公平选举出中、小队长之后，由班主任老师授予中、小队长标志，大队长 由少先队大队部授予大队长标志。二、成员的职责及任免1、大、中、小队长属于学校少先队组织，各队长不管是遇见该班的、外班的，不管是否在 值勤，只要发现任何人在学校内出现说脏话、乱扔果皮纸屑、追逐打闹、攀爬栏杆、乱写乱画等 等一些违纪现象，都可以站出来制止或者报告老师。2、班主任在各中队要对中、小队长提出具体的责任，如设置管卫生的小