物化试验报告溶解热的测定

本文格式为Word版，下载可任意编辑——物化试验报告溶解热的测定华南师范大学试验报告

学生姓名学号____专业化学（师范）年级、班级___课程名称物理化学试验试验项目试验类型□验证□设计□综合试验时间年月日试验指导老师试验评分

1.设计简单量热装置测定某物质在水中的积分溶解热。2.复习和把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。

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，可由试验直接测定。

微分溶解热是等温等压下，在大量给定浓度的溶液里参与1mol溶质时所产生的热效应，

??solH)T,p,n?n它可以表示为，因溶液的量很大，所以尽管参与1mol溶质，浓度仍可视为不变。

(0微分热难以直接测量，但可通过试验，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。

本试验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。利用1molKCl溶于200mL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，可设计如下途径：

n1KCl(s)+n2H2O(l)等压、绝热，Qp=ΔH=0量热计，T1n1KCl(aq)量热计，T2ΔH1ΔH2n1KCl(s)+n2H2O(l)

量热计，T2

1

在上述途径中，ΔH1为KCl(s)、H2O(l)及量热计从T1等压变温至T2过程的焓变，ΔH2

则为在T2温度下，物质的量为n1mol的KCl(s)溶于n2molH2O(l)中，形成终态溶液的焓变。由于ΔH=ΔH1+ΔH2=0ΔH2=－ΔH1

所以ΔH1=[n1Cp,m(KCl,s)+n2Cp,m(H2O,l)+K]×(T2－T1)ΔH2=n1Δ

solHm

solHm/(T2－T1)solHm/M1Δ

K=－[n1Cp,m(KCl,s)+n2Cp,m(H2O,l)]+n1Δ

=－[m1Cp(KCl,s)+m2Cp(H2O,l)]+m1ΔT（1）

式中，m1、m2分别为溶解过程参与的KCl(s)和H2O(l)的质量；Cp,m为物质的恒压比热容；Cp(KCl,s)=0.699kJ/(kg·K)，Cp(H2O,l)=4.184kJ/(kg·K)；M1为KCl的摩尔质量；ΔT=T2－T1，即为溶解前后系统温度的差值；Δ

solHm为

1molKCl溶解于200mLH2O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（1）可计算量热计的K值。

本试验测定1molKNO3溶于200mLH2O的溶解过程的积分溶解热，计算原理同上。

1.仪器：广口保温瓶（1个）；1/10℃温度计（1支）；容量瓶（200mL，1个）；磁力搅

拌器（1台）；贝克曼温度计（1台）。

2.试剂：KCl(A.R.)；KNO3(A.R.)

1.量热计的标定

（1）确凿称取4.1413g的KCl（只要接近这个数值即可）

（2）用容量瓶确凿量取200mL室温下的蒸馏水（密度为ρ=1kg/L），倒入广口保温瓶中。（3）按图组装好简单绝热测温式量热计，并调理好贝克曼

温度计。

（4）开启磁力搅拌器，保持一定的搅拌速率，观测贝克曼

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。

2

（5）开启量热计的盖子，将已称重的KCl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1/10℃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。2.KNO3积分溶解热的测定

（1）确凿称取5.6161g的KNO3。

（2）用容量瓶确凿量取200mL室温下的蒸馏水（密度为ρ=1kg/L），倒入广口保温瓶中，

以下操作如1.中的（4）、（5）、（6）。

1.数据记录（1）药品称量

表一药品质量记录表试剂样品1质量/g样品2质量/g样品3质量/g

（2）KCl第一次溶解

KCl4.14604.14864.1392KNO35.61255.60215.6220表二KCl第一次溶解温度记录表

时间/15s123456789（3）KCl其次次溶解

3

温度/℃23.52323.52523.52723.52923.53123.53323.52622.87322.582时间/15s101112131415161718温度/℃22.52422.49522.48522.47922.47522.47522.47522.47922.484时间/15s192021222324252627温度/℃22.4922.49422.522.50422.50922.51322.51922.52222.529表三KCl其次次溶解温度记录表

时间/15s12345678910111213141516温度/℃23.5123.51123.51323.51523.51723.51523.51723.51923.5223.52123.46923.37923.31923.25123.14423.067时间/15s17181920212223242526272829303132（4）KCl第三次溶解

温度/℃22.97422.8322.75522.71522.65122.62722.60922.59322.58422.57322.56322.54722.52922.51522.51322.507时间/15s33343536373839404142434445464748温度/℃22.50322.49522.48922.48322.47922.47922.47922.47922.48122.4922.48922.49222.49522.49922.50222.505表四KCl第三次溶解温度记录表

时间/15s123456789温度/℃23.16223.16323.16423.16423.16523.16523.12922.82222.515时间/15s1314151617181920214温度/℃22.13922.11922.10522.10122.09522.09522.09522.09722.111时间/15s252627282930313233温度/℃22.14722.15122.15422.15522.15922.15522.16322.16222.165101112

22.36322.232212522.139221722.17522.179（5）KNO3第一次溶解

表五KNO3第一次溶解温度记录表

时间/15s123456789101112（6）KNO3其次次溶解

温度/℃23.17123.17423.17423.17523.17523.17523.06422.23721.81521.67421.44921.329时间/15s1314151617181920212223温度/℃21.24721.18921.15921.13921.10721.10221.10721.10921.11321.12221.129时间/15s2425262728293031323334温度/℃21.13421.14121.15521.15921.16421.16721.17221.17721.18121.18721.193表六KNO3其次次溶解温度记录表

时间/15s12345678温度/℃23.37323.37323.37323.37223.37223.37223.22922.635时间/15s11121314151617185温度/℃21.56921.46921.40921.35521.32921.31921.31521.314时间/15s2021222324252627温度/℃21.31521.31921.32521.33221.33921.34521.35121.357

910

22.40921.7751921.3152821.364（7）KNO3第三次溶解

表七KNO3第三次溶解温度记录表

时间/15s1234567891011

2.溶解前后的温差校正

温度/℃23.16723.16723.16723.16523.16523.16723.14722.25121.6421.34921.229时间/15s1213141516171819202122温度/℃21.15921.12921.11321.10521.10121.10121.10121.10321.10521.11221.119时间/15s23242526272829303132温度/℃21.12521.13321.1421.14521.15221.15921.16521.1721.17721.182（1）KCl溶解的雷诺校正图

6

（2）KNO3溶解的雷诺校正图

7

3.结果计算

①计算量热计的热容

根据公式：K=－[m1Cp(KCl,s)+m2Cp(H2O,l)]+m1Δ

solHm/M1Δ

T

代入数据，算得K1=0.0111kJ/K；K2=0.0109kJ/K；K3=0.0113kJ/K取平均值K=0.0111

②计算硝酸钾在水中溶解的积分溶解热根据公式：Δ

solH=[m1Cp,m(KNO3,s)+m2Cp,m(H2O,l)+K]×(T2－T1)

solH1=1.7876kJ；ΔsolH2=1.8188kJ；ΔsolH3=1.8375kJ

代入数据，算得Δ

8

又Δ

solHm=ΔsolH/n1，算得ΔsolHm1=32.2023kJ；ΔsolHm2=32.8229kJ；ΔsolHm3=33.0430kJ