文档介绍：华南师范
学生姓名
大学实
学号
验报告
专业
化学(师范)
年级、班级
课程名称
物理化学实验
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
月曰
实验指导老师
左晓希
实验评分
【实验目的】
设计简单量热装罝测定某物质在水屮的积分溶解焓。
fi****和掌握常用的量热技术与温度测定与校正方法。
由作阁法求出该物质在水屮的摩尔稀释焓、微分溶解焓、微分稀释焓。
【实验原理】
溶解热,即为一定:y:的物质溶解于一定:w:的溶剂屮所产生的热效应。溶解热除了与溶剂:w:及溶质质量有关外,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,lmol溶质溶解在一定量的溶剂屮形成某指定浓度的溶液时焓变。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。
微分溶解热是等温等压下,在大量给定浓度的溶液里加入lmol溶质时所产生的热效应,它可表示为n因溶液的量很大,所以尽管加入lmol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,川间接的方法求得。
洛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。
本实验采川标准物质法进行量热计能当量的标定。利用ImolKCl溶于200mol水中的积分溶解热
Z71KCl(S)+ A?2H2O(l)
量热计,乃
A//1
数据进行量热汁的标定。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:
等压、绝热,QP=/\H=O Wl KCl(aq)
量热计,r2
A
△"2
/?1KC1(s)+/72H2O(1)
量热计,r2
在上述途径屮,△Z/l*KCl(s)、h2o(i)及量热计从门等压变温至r2过程的焓变,则为在 6温度下,物质的量为/nmol的KCI⑻溶于A22molH2O(lpP,形成终态溶液的焓变。
因为
a//=a//,+a//2=o
△//2= - A//,
所以△//,=[/7,(kci,s) +"2cp.,,,(h2o,i) +K]X(r2-r,)
△//2 —打 1 △sol" m
=-[zn,Cp(KCl,s) +w2C/H2O4)]-
"? I △ sol"~ m
A/iAr
(3-8)
式中,W|、w2分别为溶解过程加入的KCl(s^ H2O(1)的质量;C>.w为物质的恒压比热界,即单位质量的物质的等压热容;Cp(KCl,s)=/(kg K), C/H2O,l)=/(kg-K);紙为 KC1 的摩尔质最:/\T=T2 - T,,即为溶解前后系统温度的差值;△Sd//m为lmol KC1溶解于200mol H2O的积分熔解热,其不同温度下的积分溶解热数值见附录。通过式(3-8)可计算量热计的K值。
本实验测定lmol 1<1\103溶于20011101比0的溶解过程的积分溶解热,途径如下。
根据式(3-8),溶解热可根据式(3-9)计算。
△sol"= - [^Cp/KNCb’s) +/72Qw(h2o,i) +k]x(r2-r,)
/7,KNO3(S)+ A/2H2O(l)
麓热计,门
A//,
=-[zn, 'C/KNC^s) + w2C/H2O,1) +K]X (72-7,) (3-9)
等压、绝热,Q]y=/\H=Q n{ KNO3(aq)
盤热计,r2
A//2
nx KNO3(s)+/72 H2O(1)
量热计,r2
\H
摩尔溶解热 Aso此=…1 (3-10)
同理:叫’、/n2’分别为溶解过程加入的KNOHs)ffH2O⑴的质量:4为物质的恒压比热容,即单位质量的物质的等压热容,Cp (KNO3,s)=0. 9522kJ/(kg-K), A7= T2-T[f为溶解前后系统温度的差值(需经过雷诺校正),川为所加入的KNO3的量(mol),通过式(3-9)和式(3-10),即可求得lmol白KNO3
溶于200mol H2O的溶解过程的积分溶解热。
【仪器与试剂】
(1)仪器
广口保温瓶
1个
磁力搅拌器
1台
1 / io°c温度计
1支
w克曼温度计(数字温差测量仪)
1台
荇量瓶(200mL) 1个称量瓶 2个
(2)试剂
***化钾(分析纯) ***钾(分析纯)
【实验步骤】
(1) 量热计的标定
在称量瓶中准确称取4. 1412g的KC1,并记下装有KC1的称量瓶