物理化学实验溶解热的测定

物理化学实验溶解热的测定2023/6/11第一页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定表示，简写为

冲淡热：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度的溶液中使之冲淡所产生的热效应。冲淡热也可分为积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。积分冲淡热：在恒温恒压下，把原含一摩尔溶质及n01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时的热效应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之差，以微分冲淡热：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加入某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应，以。表示。

表示，简写为。2023/6/11第二页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定2．积分溶解热(QS)可由实验直接测定，其它三种热效应则通过

曲线求得。

图Ⅱ-2-1Qs-n0关系图

推导过程略，结果图见右。2023/6/11第三页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定

(1)在图中，AB与FG分别为一摩尔溶质溶于n01和n02摩尔溶剂时的积分溶解热QS，FE表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂，使溶剂量由n01摩尔增加到n02摩尔过程的积分冲淡热Qd。

（2）曲线A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分冲淡热。=AD/CD

（3）切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分溶解热。

可见，欲求溶解过程的各种热效应，首先要测定各种浓度下的积分溶解热，然后作图计算。2023/6/11第四页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定

３．测量热效应是在“量热计”中进行。

本实验采用绝热式测温量热计，它是一个包括量热器、电磁搅拌器、电加热器、直流电源和SWC-ⅡD型数字贝克曼温度计、微型电子计算机等量热系统。先测定体系的起始温度T，溶解过程中体系温度随吸热反应进行而降低，再用电加热法使体系升温至起始温度，根据所消耗电能求出热效应Q。（Ⅱ-2-16）

本实验采用电热补偿法，测定KNO3在水溶液中的积分溶解热，并通过图解法求出其它三种热效应。2023/6/11第五页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定四、仪器药品

１．仪器

微型计算机1台SWC-RJ溶解热测定装置1台托盘天平1台WLS-2型可调式恒流电源(1A，0V～15V)1台电子天平（1/10000）1台速度可调磁力搅拌器1台研钵1个SWC-Ⅱc型数字温差仪1台500ml杜瓦瓶1个２．药品KNO3(CP.orAR.)。2023/6/11第六页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定五、实验部分

1．打开电脑，温差仪，仪器连接按照下图进行。图Ⅱ-2-3SWC-RJ溶解热测定装置实验连接图2023/6/11第七页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定

2．实验预备部分2.1在电子台称上称取216g水于量热器中。放入磁力搅拌子。

2.4双击溶解热软件图标，启动软件界面，如图Ⅱ-2-４。软件界面符号说明参见表Ⅱ-2-1。2.2打开搅拌器电源，调节转速，让转速尽量快。2.3估算8个样品需要的用量(40-50g)，将其在研钵中研细，存放于磨口瓶中备用。注意防止潮解。2.5用称量纸称取前3个样品，备用2.0打开温度温差仪，记下环境温度。2023/6/11第八页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定图Ⅱ-2-４溶解热数据采集及计算初始界面2023/6/11第九页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定3.1将WLS-2粗调、细调旋纽逆时针旋到底，打开WLS-2电源。调节WLS-2电流使得电流I和电压V的乘积P=IV为2.5W左右。一般情况下，调节V=4.2~4.5。实验过程中，要求P=IV稳定，因加热时加热器阻值会少量变化，故若发现P不为初始值，应适当调节WLS-2A的细调电位器，使得P=IV为初始值。（这一步要求操作稍快，以避免杜瓦瓶内蒸馏水升温过高而使其与环境温度相差过大而造成较大的误差）

3．正式开始实验2023/6/11第十页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定3.2第1个样品2.5g，等候量热器中温度加热到高于环境温度0.5℃左右时，将量热器加料口打开，迅速加入1样品，同时按采零键并锁定，同时点击“开始计时”。3.3计算机在计时的同时并在绘图区开始绘图。此时温差开始变为负温差。称量以后个样品，等待…当温差仪温差显示为零时，迅速加入第二份样品。此时温差开始变负，待温差变为零时，再加入第三份样品，依次重复，直至所有样品加完测定完毕。第8个样品加入后，温差回到0时（大于0），停止计时。2023/6/11第十一页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定3.4．测定完毕后，切断电源，打开量热计，检查KNO3是否溶完，如未全溶，则必须重作；溶解完全，可将溶液倒入回收瓶中，把量热器等器皿洗净放回原处。3.5．输入每次的样品的质量、样品分子量、水的质量、电流值、电压值，点击“计算”。则在每次样品的相应的框里显示时间值、Q值、n值。本实验装置和微型计算机联用时，微机作出的“溶解热-数据采集及计算界面”和“图1-2溶解热Q-N曲线图”如图Ⅱ-2-5及图Ⅱ-2-6所示。6．如需保存这次实验的值，点击“保存”，则把图形、每次样品的相应值和实验的初始值保存下来。如需打开实验数据，点击“打开”，则在相应的框里显示相应的数据。如需打印实验数据，点击“打印”。

2023/6/11第十二页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定图Ⅱ-2-5溶解热-数据采集及计算

2023/6/11第十三页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定图Ⅱ-2-6溶解热Q-N曲线图

2023/6/11第十四页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定本实验的关键部分

1．加第一份样品。2．每次样品的加入。3．搅拌速度宜快。注意2023/6/11第十五页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定六、注意事项

1．实验过程中要求I、V值恒定，故应随时注意调节。2．搅拌速度宜快。3．固体KNO3易吸水，故称量和加样动作应迅速。固体KNO3在实验前务必研磨成粉状，并在110℃烘干。4．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。5．记下每次加入样品的时间（时，分，秒）2023/6/11第十六页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定七、数据处理2023/6/11第十七页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定4．将以上数据列表并作QS—n0图，并从图中求出n0=80，100，200，300和400处的积分溶解热和微分冲淡热，以及n0从80→100，100→200，200→300，300→400的积分冲淡热。2023/6/11第十八页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实验—溶解热的测定八、思考题1．本实验的装置是否可测定放热反应的热效应？可否用来测定液体的比热、水化热、生成热及有机物的混合等热效应？2．对本实验的装置、线路你有何改进意见？3、本实验过程中，误差的来源是那些方面？如何避免或者减小误差？2023/6/11第十九页，共二十一页，编辑于2023年，星期三物理化学实