溶解焓和微分
实验1 溶解焓的测定
实验1 溶解焓的测定【实验目的】1.学会用量热法测定盐类的积分溶解焓;2.掌握雷诺图解法求真实温度的原理和方法;3.熟悉数字贝克曼温度计的使用方法。
【实验原理】盐类溶解通常包含晶格破坏和离子溶剂化两个过程。
前者吸热,后者放热,两个过程热效应的总和就是盐类溶解过程的热效应。
等压下1mol溶质溶解过程的热效应称为该物质的溶解焓,单位为J·mol-1。
温度、压力、溶质和溶剂的性质以及用量都会影响溶解焓数值。
溶解焓分为积分溶解焓和微分溶解焓。
摩尔积分溶解焓是指在一定温度、压力下把1mol溶质溶解于一定量溶剂中(通常指200 mL水)形成一定浓度的溶液时所吸收或放出的热量。
由于此过程中溶液浓度是连续变化的,故又称积分溶解焓为变浓溶解焓。
微分溶解焓是指在温度、压力及溶液组成不变的条件下,向溶液中加入溶质后的热效应,也可理解为将1mol溶质溶解于无限大量的某一定溶液中所产生的热效应,由于此过程中,溶液浓度只有微小的变化或者可以视为不变,故微分溶解焓又称为定浓溶解焓。
它是溶液组成的函数。
在绝热容器中测定积分溶解焓的方法大致有两种:一种是先用标准物质测出热量计的热容,然后再测定待测物质溶解过程的温度变化,从而可求出待测物质的积分溶解焓;另一种是测定溶解过程中温度的降低,然后由电热法使该体系恢复到起始温度,根据所耗电能计算出热效应。
本实验拟采用第一种方法测定NH4Cl溶于水的积分溶解焓。
取一定量溶剂于量热计(绝热)中,等压条件下,将定量溶质溶解于量热计内的溶剂中,用数字式贝克曼温度计测定溶解过程的温度变化。
根据绝热系统热效应为零可求得该物质的溶解焓:()[]22211m TM C C m C m m sol ∆++-=H ∆热量计的热容是指除溶液外,使系统升温1K 所需的热量/J·K -1,可通过测定已知积分溶解焓的标准物质KCl 的T ∆,标定出C 值。
不同温度下KCl 在水中的溶解焓见教材表1.1。
实验3溶解热的测定.ppt
• 令n0 =nA/ nB
• △solHm = n0(э△solH /эnA)T、P、NB +(э△solH /эnB)T、nA
•
式中△solHm 可由实验测定,n0由实验中所用的溶质和溶剂 的物质的量可计算得到。 作△solHm- n0曲线,见下图,曲线 某点(n01)的切线斜率为该浓度下的微分稀释焓,切线与纵坐 标的截距,为该浓度下的微分溶解焓。图中n02点的摩尔溶解焓 与n01摩尔溶解焓之差为该过程的摩尔稀释焓。 • △Hdil = △solHm(n02)-△solHm(n01)
• 药品名称 __________ • 称量瓶加药品总质量 (g) KCL____KNO3 ________ • 倒出药品后称量瓶质量(g) KCL___ KNO3 _________ • 药品净重(g) KCL_____KNO3 __________ 温度记录:(时间/分) • 前期温度(时间/分) KCL_______KNO3 _______ • 溶解时温度变化(时间/分) KCL_______KNO3 _______ • 后期温度 KCL________KNO3 _______ • KCl溶液的最终温度: ___________℃ • KNO3溶液的最终温度:____________℃
溶解热的测定方法?
思考:
通过燃烧热测定的实验过程设计与仪器装置,说一说一 套量热装置需要什么基本仪器?实验获得的原始数据是那些? 如何进行数据处理?
溶解热的测定方法?
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。
物化实验报告:溶解热的测定 KCl、KNO3
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 溶解热的测定【实验目的】1.用量热计简单测定硝酸钾在水中的溶解热。
2.掌握贝克曼温度计的调节和使用。
【实验原理】盐类的溶解往往同时进行着两个过程:一是晶格破坏,为吸热过程;二是离子的溶剂化,为放热过程。
溶解热是这两种热效应的总和。
最终是吸热还是放热,则由这两种热效应的相对大小来决定。
本实验在定压、不做非体积功的绝热体系中进行时,体系的总焓保持不变,根据热平衡,即可计算过程所涉及的热效应。
T C C W C W W M H m sol ∆⋅++-=∆][322111)( (3.1)式中: m Sol H ∆为盐在溶液温度和浓度下的积分溶解热,单位:kJ ·mo1–1;1W 为溶质的质量,单位:kg ;T ∆为溶解过程的真实温差,单位:K ;2W 为水的质量,单位:kg ;M 为溶质的摩尔质量,单位:kg ·mo1–1;21C C 、分别为溶质和水的比热,单位:11--⋅K kg kJ ;度升3C 为量热计的热容(指除溶液外,使体系温高1℃所需要的热量) ,单位:kJ 。
图3.1溶解热测定装配图1.磁力搅拌器;2.搅拌磁子;3.杜瓦瓶;4.漏斗;5.传感器;6.SWC —IIC 数字贝克曼温度仪.实验测得W 1、W 2、ΔT 及量热计的热容后,即可按(3.1)式算出熔解热m Sol H 。
【仪器与药品 】溶解热测量装置一套(如图3.1所示);500ml 量筒一个;KCl(A.R.) ;KNO 3(A.R.)【实验步骤】1.量热计热容的测定:本实验采用氯化钾在水中的溶解热来标定量热计热容3C 。
为此,先在干净的量热计中装入500m1蒸馏水,将与贝克曼温度计接好的传感器插入量热计中,放在磁力搅拌器上,启动搅拌器, 保持60-90转/分钟的搅拌速度,此时,数字显示应在室温附近,至温度变化基本稳定后,每分钟准确记录读数一次,连续8次后,打开量热计盖,立即将称量好的10克氯化钾(准确至0.01克)迅速加入量热计中,盖上盖,继续搅拌,每分钟记录一次读数,读取12次即可停止。
积分溶解焓和微分溶解焓
积分溶解焓和微分溶解焓在热力学中,溶解是指将一种物质溶解在另一种物质中。
溶解是广泛应用于实际应用中的一种化学过程,如药物制剂、肥料制备、树脂制备、食品加工等领域。
对于溶解反应,人们需要对其进行热力学分析,以确定适当的条件和操作步骤。
因此,本文将会介绍如何研究溶解反应中的热力学参数,特别是积分溶解焓和微分溶解焓。
一. 积分溶解焓积分溶解焓(deltaH)也称为总焓,定义为单位质量溶解物在无限大浓度区域内完全溶解所吸收(放出)的热量变化。
常常表示为下式。
DeltaH = H(溶液) - H(纯溶剂)其中H(纯溶剂)指的是纯溶剂在相同条件下的热能,H(溶液)指的是含有混合物的溶液在相同条件下的热能。
在这里需要注意的是,积分溶解焓只是确定溶解热变化的能力,但它不能确定溶解热的速率变化。
此外,积分溶解焓可以人为地控制混合物配方以及混合物的热力学特性,但在实际应用中需要考虑其经济性和可行性。
微分溶解焓(deltah)表示单位质量在任意浓度下的热力学变化率。
微分溶解焓可以用来描述反应的速率变化,并与积分溶解焓有所不同。
常常表示为下式。
deltah = (dH/dx)p,T其中dx表示质量分数改变的微小量,p表示压强,T表示温度。
微分溶解焓是一个渐变量,可以用于进一步分析反应速率变化的原因。
积分溶解焓和微分溶解焓之间的关系比较复杂。
二者的主要区别在于单位量的限制,即前者只针对纯物质,而后者则针对任意浓度。
在一些情况下,积分溶解焓和微分溶解焓可能具有相似的特征。
当溶解物在其溶解曲线的斜率较小时,二者之间的差异比较小。
当溶解物在其溶解曲线的斜率较大时,二者之间的差异比较大。
然而,积分溶解焓和微分溶解焓之间的差异可能对于一些特殊情况具有非常重要的作用。
例如,当固体物质溶解在液体中时,由于反应速率缓慢,经常需要使用较大的浓度范围,而且单位质量的溶解物的溶媒可能会发生变化。
在这种情况下,微分溶解焓对于研究溶解反应的速率变化非常有用。
化学溶解知识点总结
化学溶解知识点总结一、溶解的定义溶解是物质从固体、液体或气体的状态,转变为液体状态的一个过程。
在溶解过程中,溶质的微观粒子被溶剂的微观粒子包围,形成溶液。
二、溶解的热力学原理1. 溶解的热力学原理溶解是一个吸热过程,因为在溶解过程中需要克服分子间的相互作用力,使得溶质的微观粒子分散在溶剂中。
因此,溶解过程吸收了热量。
根据热力学的原理,当溶解的过程吸收的热量大于释放的热量时,该过程为吸热过程。
而溶解的过程吸收的热量小于释放的热量时,该过程为放热过程。
2. 热力学参数在描述溶解过程的热力学参数时,我们常常用到以下几个参数:(1)溶解热(△H):描述在单位质量溶质溶解时所吸收或释放的热量。
单位为千焦或千卡。
(2)溶解焓(△G):描述当溶质溶解时所产生的功。
当△G < 0 时,说明溶解过程是自发的;当△G > 0 时,说明溶解过程是非自发的。
(3)熵变(△S):描述在溶解过程中系统的熵变化。
当△G = △H - T△S,其中 T 为温度。
当△S > 0 时,说明溶解过程是自发的。
三、溶解的影响因素1. 温度温度是影响溶解速率和溶解度的重要因素。
一般来说,随着温度的升高,溶解度也会升高,因为在高温下分子间的相互作用力较弱,溶质更容易向溶剂中离散。
但也有一些特殊情况,如氯化钠的溶解度随温度升高而降低。
2. 溶剂不同的溶剂对于溶解度有不同的影响。
溶剂的极性和分子大小是影响溶解度的重要因素。
一般来说,极性溶剂对极性溶质溶解度较好,而非极性溶剂对非极性溶质溶解度较好。
3. 溶质的种类不同的溶质的溶解度也会受到影响。
有的溶质在水中溶解度较好,有的在有机溶剂中溶解度较好。
不同的溶质的溶解度还会受到温度、压力等因素的影响。
4. 压力在溶解气体的过程中,压力对溶解度也有显著的影响。
根据亨利定律,溶解度与气压成正比。
5. 搅拌对于固体溶质溶解在液体溶剂中的过程,搅拌可以增加溶质与溶剂的接触面积,使得溶质更快地溶解。
溶解热的测定
• 4.实验中应注意那些问题?
• 本实验采用标准物质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
请思考:下列途径中△H1、△H2 表示的焓变过程有什么不同?
n1KCl(S)+ n2 H2O(l) 量热计,T1
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。
标的截距,为该浓度下的微分溶解焓。图中n02点的摩尔溶解焓
与n01摩尔溶解焓之差为该过程的摩尔稀释焓。
•
△Hdil = △solHm(n02)-△solHm(n01)
图 △solHm- n0
提问与思考
• 1.简易量热计除了用于测定溶解热,还可以测 定那些过程的热效应?
• 2.能否用简易量热计测定物质的比热容?请说 出具体的方法与步骤。
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)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。
溶解热的测定
实验7 溶解热的测定一. 实验目的:1.掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。
2. 用电热补偿法测定KNO 33. 掌握溶解热测定仪的使用。
在不同浓度水溶液中的积分溶解热,并用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分稀释热和微分稀释热 二.实验原理:物质溶解过程所产生的热效应称为溶解热,可分为积分溶解热和微分溶解热两种。
积分溶解热是指定温定压下把1mol 物质溶解在n o mol 溶剂中时所产生的热效应。
由于在溶解过程中浓度不断改变,因此又称为浓变溶解热,以Δsol (∂Δsol H ∂n)H 表示。
微分溶解热是指定温定压下把1mol 物质溶解在无限量某一定稀释溶液中所产生的热效应。
在溶解过程中浓度可视为不变,因此又称为定浓溶解热,以 T,P,no 表示,即定温定压定溶剂状态下,由微小的溶质增量所引起的热量变化。
稀释热是指将溶剂添加到溶液中,使溶液稀释过程中的热效应,又称为冲淡热。
也有积分稀释热和微分稀释热之分。
积分溶解热是指在定温定压下把原含1mol 溶质和n 0mol 溶剂的溶液冲淡到含有n 02mol 溶剂时的热效应,为量浓度的积分溶解热之差。
微分稀释热是指将1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所引起的热效应以(∂Δsol H ∂n 0)T,P ,no 表示,即定温定压定溶质状态下,由微笑溶剂增量所引起的热量变化积分溶解热的大小与浓度有关,但不具有线性关系。
通过实验测定可以绘制出一条积分溶解热Δsol H 与相对于1mol 溶质的溶剂量n 0之间的关系曲线,如右图所示,,其它3种热效应由 Δsol H- n 0曲线求得。
设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为H m1和H m2,当溶质溶解于溶剂变成溶液后,在溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为H 1和H 2,对于由n 1mol 溶剂和n 2mol 溶质组成的体系,在溶解前体系总焓为H =n 1H m1+n 2H m2 设溶液的焓为H ′=n 1H 1+n 2H 2此混合(即溶解)过程的焓变为ΔH = H΄ – H = n 1(H 1- H m1)+ n 2(H 2 –H m2)= n 1ΔH 1+ n 2ΔH 2在无限量溶液中加入1mol 溶质,上次第一项可以认为不变,再次条件下产生的热效应为ΔH 。
溶解热的测定
华南师范大学实验报告学生姓名 学 号 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 日 实验指导老师 实验评分一、实验目的1.设计简单量热装置测定某物质在水中的积分溶解焓。
2.复习和掌握常见的量热技术与温度测定与校正方法。
3.由作图法求出该物质在水溶液中的摩尔稀释焓、微分溶解焓、微分稀释焓。
二、实验目的溶解热,即为一定量的物质溶解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。
微分溶解热是等温等压下,在大量给定浓度的溶液里加入1mol 溶质时产生的反应,它可表示为A n n H P T b sol ,)/(∂∆∂,因溶液的量很大,所以尽管加入1mol 溶质,浓度可视为不变。
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,它是在绝热恒压且不做体积功的条件下,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,可设计如下途径:等温、绝热在上述途径中,1H ∆为KCl(s)和H2O(l)及量热计从T1等压变温至T2过程的焓变,2H ∆则为在T2温度下,物质的量为n1mol 的KCl(s)溶于n2H2O(l)中,形成终态溶液的焓变。
因为021=∆+∆=∆H H H 12H H ∆-=∆所以)(])2(),([112,2,1T T K O H C n s KCl C n H m P m P -⨯++=∆m sol H n H ∆=∆12121,2,1)]2(),([T T H n O H C n s KCl C n K msol m P m P -∆++-=TM H m O H C m s KCl C m msol m P m P ∆∆++-=11,2,1)]2(),([(1)式中,m1和m2分别为溶解过程中加入的KCl(s)和H2O(l)的质量;C P,m 为物质的恒压比热容,即单位质量的物质的等压热容;C P (KCl,s )=0.699kJ/(kg.K); C P (H2O,l )=4.18 kJ/(kg.K);M1为KCl 的摩尔质量;12T T T -=∆,即为溶解前后系统温度的差值;m sol H ∆为1molKCl 溶解于200mol H2O 的积分溶解热,其不同温度下的积分溶解热可见附表。
溶解焓的测定_承飞_2004030024
溶解焓的测定承飞 2004030024 生44 同组实验者姓名 龙文实验日期 2006-2-28引言实验目的1.学习用简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓及用雷诺图法处理数据; 2.学习由积分溶解焓曲线求摩尔溶解焓,微分溶解焓和微分稀释焓的方法; 3.复习和掌握常用的测温技术。
实验原理摩尔溶解焓:即积分溶解焓,它是在一定温度和压力下,溶质B 溶于溶剂A 过程的焓变。
本实验在每一次溶解过程发生焓变后,通过加热所得溶液来标定本次溶解过程焓变的值。
具体步骤为:每次溶解后记下记录仪上曲线下降的格数,记为M i ;然后用恒定电流I 加热时间T ,记下曲线上升的格数,记为N 2;每次累加的加样量为n i 。
实验完成后,用万用表测出加热电阻丝的电阻R 。
则每次溶解溶质后的摩尔溶解焓为:⊿sol H m (i)=-(M i /N i n i )I 2RT (1)注意:格数都用雷诺图法确定。
摩尔稀释焓:即积分稀释焓,可由两个不同稀释度的摩尔溶解焓求得。
设两种稀释度分别为n 1,n 2,则两点间的摩尔稀释焓为:⊿dil H m =⊿sol H m ( i 1)-⊿sol H m ( i 2) (2) 微分溶解焓定义为:AnP T B n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂ ,微分稀释焓定义为:Bn P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂。
根据⊿sol H m为n A,,n B 的一次齐函数,可导出 m sol H ∆=n 0B n P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂+An P T B n solH ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂,其中n 0= B A n n 。
根据摩尔溶解焓的数据作出m sol H ∆~n 0图,对曲线上任一点作切线,则微分稀释焓为切线斜率,微分溶解焓为切线与纵坐标的截距。
实验部分仪器与药品DYY-7型转移电泳仪,CJ-2磁力搅拌器,XWT 型台式自动平衡记录仪,数显惠斯通电桥,电子天平,自制杜瓦瓶 固体硝酸钾,去离子水 实验装置图,见图1:图1溶解焓实验装置图实验条件室温18摄氏度,一个大气压实验步骤分别测出室温和水温,并把水温调至室温。
实验1溶解热的测定
溶解热的测定实验目的:了解热效应测定的基本原理;用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热,并用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热,积分冲淡热和微分溶解热;掌握溶解热测定仪的使用。
实验讲授:溶解热:物质溶解于溶剂过程的热效应。
它有积分溶解热和微分溶解热两种。
积分溶解热:指定温定压下把1mol 物质溶解在n 0 mol 溶剂中时所产生的热效应。
由于在溶解过程中浓度不断改变,因此又称为变浓溶解热,以Q s 表示。
微分溶解热:指在定温定压下把1mol 物质溶解在无限量某一定浓度溶液中所产生的热效应。
在溶解过程中浓度可视为不变,因此又称为定浓溶解热,以0,,n p T s n Q ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂表示(定温,定压,定浓状态下,由微小的溶质增量所引起的热量变化)。
冲淡热:把溶剂加到溶液中使之稀释,过程中的热效应称为冲淡热。
它也有积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。
积分冲淡热:在定温定压下把原为含1mol 溶质和n 01 mol 溶剂的溶液冲淡到含有n 02 mol 溶剂时的热效应。
它为两浓度的积分溶解热之差。
以Q d 表示。
微分冲淡热:1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所产生的热效应,以np T sn Q ,,0⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂表示(定温,定压,定溶质状态下,由微小溶剂增量所引起的热量变化)。
积分溶解热的大小与浓度有关,而且不具备线性关系。
积分溶解热由实验测定,在测定时可画出一条积分溶解热Q s 与溶剂浓度n 0之间的关系曲线。
其它三种热效应由Q s ~n 0曲线求得。
溶解过程的焓变为:2211'H n H n H H H ∆+∆=-=∆式中的11H n ∆为溶剂在指定浓度溶液中溶质与纯溶质摩尔焓的差,即为微分溶解热。
由于积分溶解热为:210121212/H H n H H n n n H Q s ∆+∆=∆+∆=∆= 在Q s ~n 01图上,不同Q s 点的切线斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡热np T s n Q ,,0⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂(偏微分)。
物化实验报告-溶解热的测定
溶解热测定(物化试验得好好做)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(ЭΔsolH/ЭnB)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 = -△H1△H1 = [n1Cp,m (KCL,S)+ n2Cp,m(H2O,l)+ K ]×(T2- T1)△H2 = n1ΔsolHmK = -[n1Cp,m(KCL,S)+ n2Cp,m(H2O,l)+(n1ΔsolHm )/(T2- T1)]= -[m1Cp(KCL,S)+ m2Cp(H2O,l)+(m1ΔsolHm )/(M1 △T)]式中m1 、m2 分别为溶解过程加入的KCl(S)和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;ΔsolHm 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。
溶解焓
量热器示意图
仪器药品
1.量热器(含加热器,磁力搅拌器); 量热器(含加热器,磁力搅拌器); 量热器 2.数字温度温差仪; 数字温度温差仪; 数字温度温差仪 3.直流稳压电源 直流稳压电源; 直流稳压电源 4.秒表 秒表; 秒表 5.KNO3(化学纯 。 化学纯)。 化学纯
实验步骤
1、在台秤上称取216.2g蒸馏水于量热器中; 、在台秤上称取 蒸馏水于量热器中; 蒸馏水于量热器中 2、在台秤上称取2.5g\1.5g\2.5g\3.0g\3.5g\4.0g\4.0g\4.5g 、在台秤上称取 的硝酸钾,并对称量瓶作出1- 编号 编号; 的硝酸钾,并对称量瓶作出 -8编号; 3、将加热器放入瓶中,接头与直流电源接好,插入温 、将加热器放入瓶中,接头与直流电源接好, 度计,打开搅拌器,打开直流电源, 度计,打开搅拌器,打开直流电源,调节电压与电流 恒定功率。 的乘积稀释焓: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。 某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。
作图,在图中, 与 分别为将一摩尔 以QS对n0作图,在图中,AF与BG分别为将一摩尔 溶质溶于n 溶质溶于 01和n02摩尔溶剂时的积分溶解 焓QS,BE 表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂,使溶剂 表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂, 量由n 摩尔增加到n 程的积分稀释焓Q 量由 01摩尔增加到 02摩尔过 程的积分稀释焓 d。 曲线上A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分稀释 曲线上 点的切线斜率等于该浓度溶液的微分稀释 切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分稀释焓。 焓。切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分稀释焓。 欲求溶解过程的各种热效应, 欲求溶解过程的各种热效应,首先要测定各种浓度 下的积分溶解焓,然后作图计算。 下的积分溶解焓,然后作图计算。
【毕业论文】溶解热的测定
补充实验一 溶解热的测定一、目的1、了解电热补偿法测定热效应的基本原理及仪器使用。
2、测定硝酸钾在水中的积分溶解热,并用作图法求得其微分稀释热、积分稀释热和微分溶解热。
3、初步了解计算机采集处理实验数据、控制化学实验的方法和途径。
二、基本原理1、物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热。
它有积分(或变浓)溶解热和微分(或定浓)溶解热两种。
前者是1 mol 溶质溶解在n 0 mol 溶剂中时所产生的热效应,以Q s 表示。
后者是1 mol 溶质溶解在无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即0,,s T p n Q n ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭。
溶剂加到溶液中使之稀释时所产生的热效应称为稀释热。
它也有积分(或变浓)稀释热和微分(或定浓)稀释热两种。
前者是把原含1 mol 溶质和n 01 mol 溶剂的溶液稀释到含溶剂n 02 mol 时所产生的热效应,以Q d 表示,显然,Q d = Q s ,n02 – Q s ,n01。
后者是1 mol 溶剂加到无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即0,,s T p nQ n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭。
2、积分溶解热由实验直接测定,其它三种热效应则需通过作图来求:设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为H *m ,A 和H *m ,B ,一定浓度溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为H m ,A 和H m ,B ,若由n A mol 溶剂和n B mol 溶质混合形成溶液,则混合前的总焓为 H = n A H *m ,A + n B H *m ,B混合后的总焓为 H ΄ = n A H m ,A + n B H m ,B此混合(即溶解)过程的焓变为 ΔH = H ΄ – H = n A (H m ,A – H *m ,A )+ n B (H m ,B – H *m ,B ) = n A ΔH m ,A + n B ΔH m ,B根据定义,ΔH m ,A 即为该浓度溶液的微分稀释热,ΔH m ,B 即为该浓度溶液的微分溶解热,积分溶解热则为: ,,0,,A s m A m B m A m BB B n H Q H H n H H n n ∆==∆+∆=∆+∆ 故在Q s ~ n 0图上,某点切线的斜率即为该浓度溶液的微分稀释热,截距即为该浓度溶液的微分溶解热。
【清华】溶解焓的测定
溶解热的测定刘晓惠 化51 2005011837 同组实验者:韦冰心 实验日期:2008-3-19 提交报告日期:2008-4-21 引言 1.1 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.由作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓、微分溶解焓和微分稀释焓。
3.复习和掌握常用的测温技术。
1.2 实验原理在一定温度和压力下,物质B 溶解于溶剂A 的过程的焓变称为溶解焓,用∆sol 表示。
其摩尔溶解焓为sol sol m BHH n ∆∆=(1) 式中.n B 为溶解于溶剂A 中的溶质B 的物质的量。
微分溶解焓定义为: A sol T,P,n BH()n ∂∆∂ 微分稀释焓定义为 B sol T,P,n AH()n ∂∆∂ 在定温定压下,溶解焓是溶液中溶质B 的物质的量n B 和溶剂A 的物质的量n A 的一次齐函数,sol A,B H=f(n n )∆ (2)应用数学上的欧拉定理,由(2)式可推导得:B A sol sol sol A T,P,n B T,P,n A B H HH=n ()n ()n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (3) 或B A sol sol A sol m T,P,n T,P,n B A BH H n H =()()n n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (4) 令n 0=n A /n B(4)式改写为:B A sol sol sol m 0T,P,n T,P,n A BH HH =n ()()n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (5) (5)式中的∆sol H m 可由实验测定,n 0由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量可计算得到。
作出∆sol H m —n 0曲线,见图1。
曲线某点(n 01)的切线的斜率为该浓度下的微分稀释焓,切线与纵坐标的截距,为该浓度下的微分溶解焓。
显然,图中n 02点的摩尔溶解焓与n 01点的摩尔溶解焓之差值为该过程的摩尔稀释焓。
dil m sol m 02sol m 01H H (n )H (n )∆=∆-∆ (6)图1 ∆sol H m —n 0曲线本实验测硝酸钾溶解在水中的熔解热,是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应。
KCl溶解焓的测定
KCl溶解焓的测定[摘要]:物质溶解在溶剂中存在着两个过程,一是晶格破坏的吸热过程;二是离子溶剂化,即离子的水合作用,为放热过程。
溶解热是这两个过程热效应的总和。
积分溶解焓是指在一定温度、压力下,将1mol溶质溶于一定量溶剂中形成一定浓度的溶液时,所吸收或放出的热量。
微分溶解焓是指在温度、压力及溶液组成不变的条件下,向溶液中加入溶质后的热效应。
[关键词]:溶解热、积分溶解焓、微分溶解焓[正文]:原理:先用标准物质测出量热计的热容,然后测定待测物质溶解过程中的温度变化,从而测出待测物质的积分溶解焓。
溶解过程的温度变化用温度传感器测定。
量热法测定积分溶解焓,通常是在具用良好绝热层的量热计中进行的,在恒压条件下,由于量热计是绝热体系,溶解过程中所吸收或放出的热全部由系统温度变化反应出来。
把杜瓦瓶做成的量热计看成绝热体系,在杜瓦瓶中加一定量的水,搅拌,用数显热电偶或热电阻温度计相隔一定时间测定温度。
在温度变化率稳定后,加入准确称量的KCl,因这时KCl溶解吸热使温度下降,待温度变化率再次稳定后,给杜瓦瓶中的加热器通电,使体系基本恢复到初始温度,应用雷诺校正图解外推法,分别求得升温和降温时的ΔTe和ΔTs,根据下式计算量热计的热容量C:C=(UIt)/ΔTe再根据下式计算KCl的积分溶解热:ΔH=CΔTsM/W其中W和M分别是KCl的质量。
需要用到的试剂和仪器:仪器:NDRH-2S型溶解焓测定实验装置一套(包括数字式温度温差测量仪1台,300mL简单量热计1只,电磁搅拌器1台); 250mL容量瓶1个;电子天平1台(公用)试剂:KCl(AR);蒸馏水。
具体步骤:稳压电源使用前在空载条件下先通电预热15min,在杜瓦瓶中加入室温蒸馏水250ml,安装好部件,连接好电加热器,开动搅拌器(不宜太快),开启电源,加热,使水温升高0.5℃,停止加热,待温度平衡后,开始记录温度,每分钟一次,共记录8次。
读取最后一个数据时,加入5.174gKCl,改为每半分钟一次,继续记录温度,当温度不再下降且平衡后,每分钟一次,继续记录8个数据。
溶解焓的测定
由于实验过程中搅拌操作提供了一定的热量,而且系统系统也并非严格的绝热系统,在盐类的溶解过程中,难免与环境有微小的热交换。为了消除这些影响,求出溶解前后系统的真实温度变化值⊿T,常采用作图外推法求真实值。
2. KNO3溶解焓的测定。
(1)取一定量的分析的纯KNO3于瓷研钵中,研细到一定程度。
(2) 按KNO3与水的摩尔比为1:400的比例计算出溶于250ml蒸馏水的质量,记为m2*,并准确称量出研细的KNO3,代替步骤1KCL重复上述步骤一中的(4)-(7)操作。
实验
注意事项
1、试剂称量前要进行研磨,否则可能会因为试剂颗粒过大而影响溶解时间。
-0.706
-0.694
-0.686
-0.675
-0.666
-0.654
-0.643
2、KNO3溶解过程数据记录:
KNO3质量:3.5113gt1=17.05℃t2=16.00℃平均温度:(t1+t2)/2=16.525℃
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
H2O温差(℃)
0.661
0.666
0.670
0.673
实验原始数据记录
1、KCl溶解过程数据记录:
KCl质量:5.1790gt1=16.75℃t2=15.75℃平均温度:(t1+t2)/2=16.25℃
纳米二水合草酸锌的积分溶解焓和微分溶解焓
纳米二水合草酸锌的积分溶解焓和微分溶解焓纳米二水合草酸锌(ZnC2O4·2H2O)是一种金属酸盐,具有多种用途。
溶解焓是指溶解某物时耗费的焓。
积分溶解焓和微分溶解焓是溶解焓的两种计算方法。
积分溶解焓是指在所有溶质从完全不溶变为完全溶解时耗费的总焓,它是溶质从0开始进行溶解到达最终状态所耗费的总焓,即溶解焓曲线下方的总面积。
积分溶解焓也可以理解为某物从完全不溶到完全溶解所耗费的总能量。
微分溶解焓是指溶质从小量开始溶解到达最佳溶解度时所耗费的焓,即溶解焓曲线上每一点的斜率。
它可以理解为某物从零开始溶解的每一步所耗费的能量,或者某物每一步溶解的变化率。
积分溶解焓和微分溶解焓都是用来研究物质溶解过程中耗费能量的方法,是溶质溶解动力学研究的重要手段。
纳米二水合草酸锌的积分溶解焓是指将该物质从完全不溶变为完全溶解时,所耗费的总焓。
该物质的积分溶解焓可以用实验测定的溶解焓曲线来计算,该曲线下方的总面积即为积分溶解焓。
它可以用来衡量溶质从完全不溶变为完全溶解时所耗费的总能量,是研究溶质溶解过程中消耗焓的重要参数。
纳米二水合草酸锌的微分溶解焓是指将该物质从小量开始溶解到达最佳溶解度时所耗费的焓。
它可以用溶解焓曲线上每一点的斜率来计算,它可以衡量溶质每一步溶解的变化率,或者某物每一步溶解的能量消耗。
该参数对于了解溶质溶解过程中所耗费的能量有很大的作用,是研究溶质溶解动力学的重要依据。
综上所述,纳米二水合草酸锌的积分溶解焓和微分溶解焓是研究溶质溶解过程中耗费的能量的重要参数,是溶质溶解动力学研究的重要依据。
它们可以用溶解焓曲线来计算,分别可以衡量溶质从完全不溶到完全溶解所耗费的总能量,以及溶质每一步溶解的变化率、每一步溶解的能量消耗。
微分溶解热符号
微分溶解热符号微分溶解热符号是化学领域中常用的一种符号,用于表示化学反应的热力学参数。
在化学反应中,溶解热是指物质在溶解过程中吸收或释放的热量。
微分溶解热符号可以帮助我们更好地理解和描述化学反应的热力学性质。
在化学反应中,溶解热是指物质在溶解过程中吸收或释放的热量。
当物质溶解时,其分子与溶剂分子之间会发生相互作用,从而产生一定的热效应。
如果溶解过程吸收热量,则称为吸热反应;如果溶解过程释放热量,则称为放热反应。
微分溶解热符号可以帮助我们表示这一热效应。
微分溶解热符号通常用ΔH表示,其中Δ表示变化量,H表示焓(enthalpy)。
ΔH可以用正负数表示吸热反应和放热反应。
当ΔH为正数时,表示吸热反应,即溶解过程吸收了热量;当ΔH为负数时,表示放热反应,即溶解过程释放了热量。
微分溶解热符号的计算通常需要实验数据和化学方程式。
通过实验可以测得物质在不同温度下的溶解热数据,然后可以根据这些数据计算出微分溶解热。
化学方程式则可以帮助我们确定反应物和生成物之间的化学计量关系。
在计算微分溶解热时,需要注意一些要点。
首先,需要确定反应物和生成物的摩尔比例关系。
其次,需要知道反应物和生成物的摩尔焓变。
最后,可以根据这些数据计算出微分溶解热。
微分溶解热符号在化学领域中有着广泛的应用。
它可以帮助我们理解和描述化学反应的热力学性质,从而更好地控制和优化化学反应过程。
同时,微分溶解热符号也是化学实验和计算中常用的一种工具,可以帮助我们进行实验设计和数据处理。
总之,微分溶解热符号是化学领域中常用的一种符号,用于表示化学反应的热力学参数。
它可以帮助我们更好地理解和描述化学反应的热力学性质,并在实验和计算中发挥重要作用。
通过对微分溶解热符号的认识和运用,我们可以更好地掌握化学知识,提高化学实验和计算的准确性和效率。
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微分稀释焓: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QS对n0作图,在图中,AF与BG分别为将一摩尔 溶质溶于n01和n02摩尔溶剂时的积分溶解 焓QS,BE 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 程的积分稀释焓Qd。
曲线上A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分稀释 焓。切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分稀释焓。 欲求溶解过程的各种热效应,首先要测定各种浓度 下称取216.2g蒸馏水于量热器中;
2、在台秤上称取2.5g\1.5g\2.5g\3.0g\3.5g\4.0g\4.0g\4.5g 的硝酸钾,并对称量瓶作出1-8编号;
3、将加热器放入瓶中,接头与直流电源接好,插入温 度计,打开搅拌器,打开直流电源,调节电压与电流
的乘积为 2.2W左右—恒定功率。
以n0表示
n0
nH 2O nKNO3
216.2 W累 18.02 101.1
2.按Q=IUt公式计算各次溶解过程的热效应。
3.按每次累积的浓度和累积的热量,求各浓度下溶液
的 n0和QS 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。
(1)先测定量热系统的热容量C,再根据反应过程中温度变 化ΔT与C之乘积求出热效应(此法一般用于放热反应)。
(2)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。----本实验采用电热补偿法
量热器示意图
仪器药品
1.量热器(含加热器,磁力搅拌器); 2.数字温度温差仪; 3.直流稳压电源; 4.秒表; 5.KNO3(化学纯)。
BE:积分稀释焓
AF和BE:积分 溶解焓 曲线上任一点斜 率:微分溶解焓
微分稀释焓
测量热效应是在“量热计”中进行。量热计一般可分为两 类:一类是等温量热计,如冰量热计,所测得的量为吸放热 过程中冰体积的变化;另一类(本实验采用)是绝热式测温 量热计,如图所示。
在绝热容器中测定热效应的方法有两种:
思考题
• 1. 如果反应是放热反应,应如何进行实验? • 2. 可否用来测定液体的比热,水化热,生
成热及有机物的混合热等热效应? • 3. 温度和浓度对溶解热有何影响?如何从
实验温度下的溶解热计算其它温度下的溶 解热 ?
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.实验过程中切勿把秒表按停读数,直到最后方可停表。 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。 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。
数据处理
1.根据溶剂的重量和加入溶质的重量,求算溶液的浓度,
实验目的
1.用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的 积分溶解焓。 2.作图法求KNO3在水中的微分溶解焓、微分稀释 焓、积分溶解焓。
实验原理
在热化学中,关于溶解过程的热效应的基本概念: 溶解焓 在恒温恒压下,n2摩尔溶质溶于n1摩尔溶剂
(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应,用Q表 示,溶解焓可分为积分(或称变浓)溶解焓和微分 (或称定浓)溶解焓。 积分溶解焓 在恒温恒压下,一摩尔溶质溶于n0摩尔 溶剂中产生的热效应,用Qs表示。
4、待量热器中的温度加热至高于环境温度 0.5~1.0度左右时,按数字温度温差计的采零 键,同时将量热器加料口打开,迅速加入编号 1样品,并开始计时,此时温差开始变为负温 差。当温差显示为零时,迅速加入第二份样品 并记下此时加热时间t,以下依次反复,直至 所有样品加完测定完毕。算出溶解热(t为加 热时间)Q=IVt。
微分溶解焓 在恒温恒压下,一摩尔溶质溶 于某一确定浓度的无限量的溶液中 产生的热效应。
稀释焓 恒温恒压下,一摩尔溶剂加到某浓度 的溶液中使之稀释所产生的热效应。稀释焓 也可分为积分(或变浓)稀释焓和微分(或定浓) 稀释焓两种。
积分稀释焓 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 焓之差,以Qd表示。