硝酸钾溶解焓的测定

硝酸钾溶解焓的测定

2023/7/1实验目的实验原理仪器和试剂实验步骤数据处理思考题硝酸钾溶解焓的测定

实验目的使用自制的量热计测定硝酸钾的积分溶解焓。学习使用贝克曼温度计进行精密温差测量。学会用雷诺作图法对温差测量数据进行校正。实验原理盐类在溶解过程中，通常伴随有吸热或放热现象，这种效应叫做溶解热，它可以是正值，也可以是负值。温度、压力、溶质量和溶剂量对其值的大小都有影响，为此摩尔溶解热定义为25℃和101325Ｐa下1摩尔物质溶解形成无限稀溶液所产生的热效应，它是体系总的热效应，常被称为积分溶解热。恒压下，溶解热即为溶解焓。当实验在定压下、只作膨胀功的绝热体系中进行时，系统的总焓保持不变，即：本实验把杜瓦瓶看成是绝热体系。当把某种盐溶于瓶内的水中时，可得出如下的热平衡关系式：本实验首先采用已知摩尔溶解焓数据的KCl作为标准物进行溶解实验，从而求出所用量热计的比热容K，后在同一量热计中进行KNO3样品的实验，即可求得KNO3样品的摩尔溶解焓。由于实际使用的杜瓦瓶并不是严格的绝热系统，在测量过程中系统与环境存在微小的热交换，因此不能直接利用读取到的温差△t。为此我们采取雷诺图解法对测量值进行校正，以求得真实温差△t。雷诺图解法将贝克曼温度计指示的溶解过程的温度对时间作图，得到一条溶解曲线。AB段表示正式加入样品前5分钟体系温度线；至B点时加入样品，温度从B点快速下降至C点溶解完全；CD段表示溶解完毕后5分钟体系温度线。 取BC时间段的中点O作垂线交CD与AB的延长线于F、G两点，则FG近似地等于真实温差Δt了。Δt

＝t末

-t始＝tF-tG仪器和试剂仪器：电子分析天平1台；杜瓦瓶1只；磁力搅拌器1台；数字贝克曼温度计1台；干燥器1只；称量瓶2只；漏斗2支；500ml容量瓶1只；洗瓶1只；试剂：分析纯KCl及KNO3(均经120℃、2小时烘干并经研磨至粒度Φ0.5～1mm)实验步骤1．称样操作 本实验要求对KCl按溶质/溶剂＝1/200（摩尔比）的比例称取；对KNO3

按溶质/溶剂＝1/400(摩尔比)的比例称取。本实验溶剂用量均为500ml蒸馏水，按上述比例利用1%电子天平称取（10.3±0.5）克KCl；（7.0±0.5）克KNO3。2.安装和调试实验装置准确量取500ml蒸馏水倒入杜瓦瓶中，将杜瓦瓶放置在磁力搅拌器圆托盘的中央，把搅拌磁子投入瓶中，开启磁力搅拌器电源，调节转速旋钮，使搅拌磁子匀速转动并形成一点水漩涡。转速调整好后盖好已插入感温探头的大橡皮盖，此后中途不要再关机或更改转速，也不要取下大橡皮盖。3.贝克曼温度计的使用 熟悉贝克曼温度计的温度操作要领：打开贝克曼温度计的电源，将它的温度基准旋至0或20(室温在20℃以上时选20，在20℃以下时选0)，按下“温差”键，使温度计读数呈三位小数，观察读数是否正常。4．量热计比热容的测定安装调试好后，正式掐秒表计时读温度计读数，这时每30秒读一个值，读5分钟。五分钟后开始加样，将称好的KCl样品均匀地从插于橡皮塞中的漏斗中加入到保温瓶中，加样时间大约控制在30秒钟，加样完毕，抽出漏斗，盖上小塞子。注意加样的同时要继续读温度数据，这时改成每10秒读一次数，读2分钟（一般2分钟内溶解会全部完成），然后再改成每30秒读一次数，同样读5分钟，记下最后水溶液的实际温度。5.KNO3溶解焓的测定 更换样品，用KNO3代替KCl，重复以上实验过程，读取KNO3样品的溶解变温过程。数据处理分别将KCl和KNO3的数据在坐标纸上绘制成温度－时间曲线（溶解曲线），确定C时刻点位并通过雷诺图解法准确求出真实温差△t。

注意:C点指的是溶解刚好完成的时间，也就是温度刚好停止下降的时间，它不一定刚好是5＋2＝7分钟。2.计算杜瓦瓶热容K，注意计算公式中应采用KCl的数据。3.计算KNO3在实验温度下的摩尔溶解焓。思考题1．本实验属于什么热力学过程？2．分析试验中影响温差△t测定的各种因素，并