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。然后用普通水银温度计测出量热计中溶液的温度，倒掉溶液。

2．硝酸钾溶解热的测定：用硝酸钾代替氯化钾重复上述实验，区别是称取硝酸钾的质量为7克(准确至0.01g)。完成一次实验后，溶液不倒掉。同样连续读数8次后，再向溶液中加入7克硝酸钾，再读取12次温度完成第二次测量。实验结束，倒掉溶液

【数据的处理】

1.各样品溶解前后温差的雷诺校正图

ΔT＝T2－T1＝19.4133－20.5135＝－1.1002℃ΔT＝T2－T1＝20.2023－20.9294＝－0.7271℃

ΔT＝T2－T1＝19.5193－20.4591＝－0.9498℃ΔT＝T2－T1＝19.0872－20.1553＝－1.0681℃

ΔT＝T2－T1＝18.5848－19.9837＝－1.3989℃

ΔT＝T2－T1＝18.2813－20.3839＝－2.1026℃

ΔT＝T2－T1＝16.8651－20.9383＝－4.0732℃2.样品质量

KCl

KNO3

600:1 500:1 400:1 300:1 200:1 100:1

空称量纸0.2945 0.2870 0.2007 0.2737 0.2829 0.2809 0.2817

纸+样品 4.4376 2.1603 2.4660 3.0826 4.0251 5.898211.5174纸+剩余样品0.29460.28730.20580.27380.32750.28090.2817

实际加入质量 4.1430 1.8730 2.2602 2.8088 3.6976 5.617311.2357

文献值：不同温度下的KCl在水中的溶解热

t/℃Δsol H m/kJ t/℃Δsol H m/kJ t/℃Δsol H m/kJ

10 19.895 17 18.765 24 17.703

11 19.795 18 18.602 25 17.556

12 19.623 19 18.443 26 17.414

13 19.598 20 18.297 27 17.272

14 19.276 21 18.146 28 17.138

15 19.100 22 17.995 29 17.004

16 18.933 23 17.682

实验测得的温度为：17.9℃，则选取18℃的Δsol H m/kJ＝18.602 kJ/mol

3.结果计算

()

()

kJ/K

09993.01002.155.74602

.181430.4184.410200699.0101430.4l)]O,C(H m s)(KCl,C [m K 331122p 1=-⨯⨯-

⨯⨯+⨯⨯-=∆⋅∆⋅+

+-=--T

M H m m

sol

根据公式：(

)

1

/

1/22/

23p /

1K ]l)O,C(H m s),(K NO C [m m M

T T H m sol ⨯

-+++-=∆’ (

)(

)

1

/

1/23

/

110

.1010993.0184.4102009522.0m m T T ⨯

-⨯+⨯⨯+⨯-=-’

根据公式：3

333

33

/18g/mol

10.101g 200//n 0KNO KNO KNO KNO KNO KNO m mol g M m M m M m M m n n ⨯⨯=

⨯⨯=

=

=水

水水水水各浓度的n 0值 。

在Excel 中绘制Δsol H~n 0关系曲线，并使用多种类型的函数对曲线拟合得曲线方程。