实验三溶解热的测定.ppt

实验三实验三 溶解热的测定溶解热的测定新乡学院化学与化工学院物理化学教研室实验目的 1. 用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的积分溶解热2. 用作图法求KNO3的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热实验原理实验原理 物质溶解过程的热效应称为溶解热溶解热可以分为积分溶解热和微分溶解热积分溶解热系指在定温定压条件下把1摩尔溶质溶解在n0摩尔的溶剂中时所产生的热效应（变浓溶解热）,以Qs表示微分溶解热系指在定温条件下把1摩尔溶质溶解在无限量的某一定浓度的溶液中时所产生的热效应（定浓溶解热）,以 表示稀释热（冲淡热）：把溶剂加到溶液中,使之冲淡,其热效应称为稀释热稀释热也分为积分稀释热和微分稀释热通常都以对含有1摩尔溶质溶液的稀释热而言积分稀释热——在定温定压下把含1摩尔溶质及n0摩尔溶剂的溶液稀释到含溶剂为n02时的热效应微分稀释热——在含1摩尔溶质及n01摩尔溶剂的无限量溶液中加入1摩尔溶剂的热效应,以 表示n积分溶解热可以由实验直接测定,微分溶解热则可根据图形计算得到,如下图:图中,AF与BG分别为将1摩尔溶质溶于n01及n02摩尔溶剂时的积分溶解热Qs; BE表示在含有1摩尔溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由n01摩尔变到n02摩尔过程中的积分稀释热Qd。

Qd=(Qs)n02-(Qs) n01=BG-EG = BE 曲线在A点的斜率等于该浓度溶液的微分稀释热 =AD/DC 在绝热容器中测定热效应的方法有两种在绝热容器中测定热效应的方法有两种:Ø先测出量热系统的热容C,再根据反应过程中测得的温度变化ΔT,由ΔT和C之积求出热效应之值Ø先测出体系的起始温度T0,当溶解过程中温度随反应进行而降低,再用电热法使体系温度恢复到起始温度,根据所消耗电能求出热效应Q Ø Q=I2Rt=IVt (焦尔)Ø 式中I为通过电阻丝加热器的电流强度(安),V为电阻丝的两端所加的电压(伏特),t为通电时间(秒)这种方法称为电热补偿法Ø 本实验采用后一种方法测定KNO3在水中的积分溶解热,然后作Qs-n0图,再计算其它热效应装置示意图杜瓦瓶看作绝热体系 n溶解时存在下列热平衡：n溶解完成后，采用电标定，用电加热器，则存在下列热平衡： 因为溶解过程温度的降低与电热法使体系温度回升的数值相同，实验原理实验原理n由于在溶解和电加热过程中，体系温度变化小，必须使用贝克曼温度计或精密电子温差仪，才能达到实验的要求。

本实验采用精密电子温差仪n为了使系统的平均温度和室温基本持平，减少单向热辐射的现象，我们采用提前加热使系统温度高于室温1.5℃时 的温度作为基准温度仪器与试剂 溶解热测定装置一套内置：磁搅拌装置、精密温差测量仪、杜瓦瓶、电加热装置；电子天平；烘箱；停表；500ml量筒； 纯硝酸钾（AR）（研细，在110℃烘干，贮于干燥器中待用） 实验步骤 1） 将8个称量瓶编号,并依次加入约和烘干后的KNO3, 称量至毫克,称量完毕,仍将称量瓶放入干燥器中待用 2）在台称上称取蒸馏水注入杜瓦瓶中，将磁子放入杜瓦瓶中，按图2装置量热器 3）打开溶解热测定仪开关，开启磁力搅拌器并调节适当的转速，当杜瓦瓶中的水温与室温持平时，按下温度基准键，此时温度为T0按图3连接线路图2 加热装置图3 电热补偿线路4）按图3连接线路，调节加热电压、电流值，使加热器功率约为（参考值：U= V， I= A且整个实验中保持不变） 实验过程中始终以温差显示当水温上升到比室温高出1.5℃时,再次按下基准键作为基准温度 T0 ，同时将已称好的第一份KNO3从加料漏斗中加入量热器中，同时用停表开始记录时间，(KNO3要全部掸入量热器,然后用塞子塞住加料口)。

当温度迅速下降，然后慢慢上升直到升至T0时（温差值为0.000 ℃ ）,记录加热时间（停表勿停），同时加入第二份样品 (测定必须连续进行,不能脱节)，按上述步骤继续测定，直至把8份样品全部加完为止5）记录每次加入样品至温差值再次显示0.000℃是的电加热时间切断加热电源，打开量热计，检查样品是否全部溶解，如未全溶，则必须重做实验6）称量空的称量瓶，算出各次所加入的KNO3的重量7）测定完毕后，切断电源,将溶液倒入回收瓶中，将所用杜瓦瓶量热器冲淡洗干净数据处理 1. 计算水的物质的量 2. 计算每次加入KNO3后的总重量WKNO3和 通电的总时间 3. 计算各次溶解过程的热效应 Q=IVt=Kt (K=IV 焦尔/秒)n4. 将上述所算各数据分别换算,求出当把1摩尔KNO3溶于n0摩尔水中时的积分溶解热Qsn n5. 将上数据列表作图, 并从图中求得n0=80,100,200,300和400摩尔处的积分溶解热和微分冲淡热;n 6. 计算n0从80 →100,100→200,200→300,300→400的积分冲淡热注意事项注意事项 n1、实验过程中要求I、V值恒定，故应随时注意调节。

n2、实验过程中切勿把秒表按停，直到最后方可停表n3、样品在实验前务必研磨、烘干从漏斗加入时要尽量均匀加入，不要造成阻塞，也不要时间太长确保溶解完全，否则需要重做实验n4、量热器绝热性能与盖上各孔隙密封程度有关，实验过程中要注意盖好，减少热损失n5、实验过程中加热时间与样品量是累积的，故每份样品加样必须暗示完成，不可中途停下思考题 n1．对本实验的装置你有何改进意见？n2．如果不采用电标定的方法，解决量热器热容的问题，还可以使用怎样的方法来解决？n3．本实验装置是否适用于测定放热反应的热效应？n4．影响本实验结果的因素有哪些？。