实验二 化学反应热效应的测定

实验二化学反应热效应的测定

一、实验目的

1、测定锌粉与硫酸铜反应的热效应，了解测定反应热效应的一般原理和方法。

2、进一步练习使用分析天平。

3、掌握容量瓶、移液管、量筒的正确使用方法。

4、掌握配置准确浓度溶液的方法。

5、练习运用作图法处理实验数据，测出反应的热效应。

二、实验原理

化学反应总是伴随着能量的变化，这种能量的变化通常称为反应热效应。本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量反应热效应。

使用量热计测定反应热效应，首先要知道量热计的热容，即量热计温度升高一度所需要的热量。因为在量热计中进行化学反应所产生的热量，除了使反应溶液的温度升高，同时也使量热计的温度升高。因此在恒压下反应产生的热效应或焓变，应为

Qp=△H=±[△T·c·V·d/n+△T·c′/n]

式中△H—反应的焓变（kJ/mol）；

△T—反应前后溶液温度的变化（T）；

c—溶液的比热（J/g·K）；

c′—量热计热容（J/K）；

V—溶液的体积（mL）；

d—溶液的密度（g/mL）；

n—V毫升溶液中溶质的物质的量。

本实验中，能否测得准确的温度值是实验成败的关键。为了得到较准确的温度变化△T，除了精细观察反应始末的温度外，还要对影响△T的因素进行校正。其方法是在反应过程每隔一段时间记录一次温度，然后用温度对时间作图，绘制温度-时间曲线（如图所示）。将曲线上的CB线段延长，外推与纵轴相交于D点，则D点表示由外推法得到的温度上升的最高值。A点是反应前温度，所以DA所示的温度差即为较准确的△T。

三、仪器和药品

1、仪器：分析天平、台秤、保温杯量热计、温度计（-5~+50℃，1/10刻度）、容量瓶（150mL）、移液管（50mL）、吸气橡皮球、干擦布、烧杯（100mL）、玻璃棒、洗瓶、量筒（50mL）、秒表。

2、药品:硫酸铜（固，分析纯）、锌粉（化学纯）

四、实验步骤

(一）测定量热计热容c′（由于此数值不大，我们忽略不计）

(二)准确浓度（0.100mol/L）的硫酸铜溶液的配制

1、CuSO4·5H2O的称量

计算配制150mL0.100mol/L硫酸铜溶液所需CuSO4·5H2O的重量为3.7830克。

首先在分析天平上粗称出烧杯的重量，然后在分析天平上精确称出烧杯的重量。取出烧杯，往烧杯中加入计算好的硫酸铜重量，然后在分析天平上准确称出烧杯加硫酸铜的重量。数据

2、硫酸铜的溶解

在称好硫酸铜的烧杯中，加入约30mL去离子水，用玻璃棒搅拌。溶解后将溶液沿玻璃棒小心转移到150mL容量瓶中，再继续加去离子水,冲洗烧杯玻璃棒二到三次,将冲洗液转移至容量瓶中。最后加水于容量瓶至刻度线，盖好瓶盖，将瓶内溶液混合均匀备用。

（三）化学反应热效应的测定

1、用台秤称取1.5g左右的锌粉。待用.

2、用配好的硫酸铜溶液洗涤移液管2-3次，然后准确移取100mL硫酸铜溶液，注入已经用水洗净且擦干的量热计(保温杯)中，将插有温度计及搅拌棒的橡皮塞紧密的塞在保温杯上。

3、当溶液与量热计之间温度达到平衡而保持恒定后。记录下该温度。读出保温杯的初始温度为26.36度.

4、迅速将称好的1.5g左右的锌粉倒入硫酸铜溶液中，立即盖严盖子，仍不断搅拌并继续每隔30秒钟记录一次温度，记录到最高温度后再继续测定3分钟。

五、数据计算

1计算配制150mL0.100mol/L硫酸铜溶液所需CuSO4·5H2O的重量为3.7830克

2)测出此次保温杯在反应中升高的温度为4.96度

3)计算反应的热效应为：Qp=△H=－[△T·c·V·d/n]＝－208.3千焦.mol-1

4)此反应的热效应的理论值为－218.73千焦.mol-1。所以此次实验的误差为5.2%

六、误差分析

1、称量时产生误差.

2、配置溶液时产生误差。

3、反应时温度读数有误差，保温杯保温有误差。

《完》