华师物化实验报告_溶解热的测定

1、 .华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 学 号 专 业 年级、班级 课程名称 实验项目 溶解热的测定 实验类型 验证 设计 综合 实验时间 年 月 日实验指导老师 实验评分 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

2、定浓度的溶液时的焓变。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（solH/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

3、法进行量热计能当量的标定。利用1molKCl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：上述途径中：H = H1+H2 = 0 H2 = -H1H1 = n1Cp,m （KCL，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K ×（T2- T1） H2 = n1solHm K = -n1Cp,m（KCL，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+（n1solHm ）/（T2- T1） = -m1Cp（KCL，S）+ m2Cp（H2O，l）+（m1solHm ）/（M1 T） 式中m1 、m2 分别为溶解过程加入的KCl（S）和

4、H2O（l）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（KCl，S）=0.699 kJ/(kg·K),Cp（H2O，l）= 4.184 kJ/(kg·K)；M1为KCl的摩尔质量，T =（T2- T1） 即为溶解前后系统温度的差值；solHm 为1molKCl溶解于200 molH2O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200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热，途径如下solH = -n1Cp,m （KNO3，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K ×（T2

5、- T1） = - m1Cp（KNO3，S）+ m2Cp（H2O，l）+ K ×（T2- T1） 摩尔溶解热 solH m = solH/n1 同理m1，m2 ：分别为溶解过程加入的KNO3（S）和 H2O（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,Cp（KNO3，S）=0.9522KJ.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) ；n1：所加入的KNO3摩尔数通过公式，既可求得1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热。3、 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

6、（1台）1/10温度计（1支） 容量瓶（200ml）（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4.1413克的KCl, 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=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）

7、打开量热计盖子，将称好的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室温下的蒸馏水(密度=1Kg.dm-3),倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的(4)、(5)、(7)。5

8、、 数据记录 室温: 22.20°C 大气压: 102.055Kpa氯化钾(第一次) m=4.1610g t=22.5t/min123456789101112T/°C22.924 22.933 22.934 22.937 22.939 22.941 22.850 22.441 22.019 21.922 21.876 21.854 t/min131415161718192021222324T/°C21.841 21.832 21.828 21.827 21.827 21.827 21.837 21.848 21.859 21.870 21.880 氯化钾(第二次)

9、 m=3.7992g t=221.90t/min123456789101112T/°C22.546 22.551 22.554 22.559 22.564 21.988 21.862 21.662 21.577 21.533 21.510 21.488 t/min131415161718192021222324T/°C21.479 21.475 21.475 21.474 21.475 21.478 21.490 21.499 21.518 21.530 21.543 氯化钾(第三次) m=4.1791g t=22.80t/min1234567891011T/°C

10、23.071 23.073 23.075 23.078 23.081 22.963 22.444 22.259 22.144 22.063 22.024 t/min1213141516171819202122T/°C21.994 21.982 21.973 21.968 21.966 21.966 21.969 21.992 22.005 22.016 22.027 硝酸钾(第一次) m=5.6662g t=22.20t/min1234567891011T/°C22.764 22.769 22.776 22.782 22.789 22.738 22.150 21.437 2

11、1.178 20.867 20.777 t/min1213141516171819202122T/°C20.714 20.680 20.659 20.650 20.651 20.665 20.685 20.726 20.746 20.74620.763 硝酸钾(第二次) m=5.6035g t=22.80t/min1234567891011T/°C23.251 23.249 23.249 23.249 23.250 23.217 22.341 22.091 21.445 21.330 21.216 t/min1213141516171819202122T/°C21

12、.153 21.128 21.104 21.092 21.089 21.088 21.089 21.089 21.105 21.141 21.158 硝酸钾(第三次) m=5.6421g t=22.10t/min1234567891011T/°C22.692 22.695 22.698 22.702 22.706 22.654 22.368 21.149 20.930 20.837 20.686 t/min1213141516171819202122T/°C20.642 20.613 20.589 20.575 20.569 20.568 20.589 20.600 20.

13、619 20.63820.6556、 数据处理与计算1、 雷诺校正：2、氯化钾(1)m=4.1610gt=22.5校正后T=1.1655氯化钾(2) m=3.7992g t=221.90校正后T=1.1712氯化钾(3) m=4.1791g t=22.80校正后T=1.2079硝酸钾(1) m=5.6662g t=22.20校正后T=2.3020硝酸钾(2)m=5.6035g t=22.80校正后T=2.2166硝酸钾(3) m=5.6421gt=22.10校正后T=2.28352、 量热计的K值计算由图得：氯化钾(1)T=1.1655 氯化钾(2)T=1.1712 氯化钾(3)T=1.207

14、9分别代入K = -m1Cp（KCL，S）+ m2Cp（H2O，l）+（m1solHm ）/（M1 T 求得：K1=0.014563364kJ/K K2=-0.056449269kJ/K K3=-0.019113618kJ/K由于（2）中数据偏差较大，故舍去，取（1）（3）平均值K=-0.0022751273、1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热solH = -n1Cp,m （KNO3，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K ×（T2- T1） = - m1Cp（KNO3，S）+ m2Cp（H2O，l）+ K ×（T2- T1） solH m

15、= solH/n1 分别代入求得Hm1=34.4987（kJ/mol）Hm2=33.5882（kJ/mol）Hm3=34.3667（kJ/mol）取平均值得Hm=34.151（kJ/mol）参考文献值Hm=34.73（kJ/mol）相对误差为: 0.666%7、 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