华师物化实验报告 溶解热的测定

华南师范大学实验报告

学生姓名学号

专业年级、班级

课程名称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 = n1ΔsolHm

K = -[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。通过公式式可计算量热计的K值。

本实验测定1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热，途径如下

ΔsolH = -[n1Cp,m （KNO3，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K ]×（T2- T1）

= -[ m1Cp（KNO3，S）+ m2Cp（H2O，l）+ K ]×（T2- T1）

摩尔溶解热ΔsolH m = ΔsolH/n1

同理m1，m2 ：分别为溶解过程加入的KNO3（S）和 H2O（l）的质量；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。

三、仪器与试剂

1、仪器：

广口保温瓶（1个）磁力搅拌器（1台）贝克曼温度计（1台）

1/10℃温度计（1支）容量瓶（200ml）（1个）停表（1个）

2、试剂

氯化钾（分析纯）硝酸钾（分析纯）

四、实验步骤

1.量热计的标定

(1）在称量瓶中准确称取4.1413克的KCl, 并记下装有KCL的称量瓶的总重量。

(2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水(密度为ρ=1Kg.dm-3),倒入广口保温杯中。

(3) 按图3-1所示,组装好简单绝热测温式量热计,并调节好贝克曼温度计。

(4) 开动磁力搅拌器,保持一定的搅拌速率,观察贝克曼温度计读数的变化,待温度变化率基本稳定后(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。

2、 KNO3 积分溶解热的测定

(1）在称量瓶中准确称取5.6161克的KNO3 ,并记下装KNO3 的称量瓶的总重量。

(2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水(密度ρ=1Kg.dm-3),倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的(4)、(5)、(7)。

五、数据记录室温: 22.20°C 大气压: 102.055Kpa

氯化钾(第一次) m=4.1610g t=22.5℃

硝酸钾(第三次) m=5.6421g t=22.10℃

六、数据处理与计算

1、雷诺校正：

2、

氯化钾(1)

m=4.1610g

t=22.5℃

校正后

△T=1.1655℃

氯化钾(2)

m=3.7992g

t=221.90℃

校正后

△T=1.1712℃

氯化钾(3)

m=4.1791g

t=22.80℃

校正后

△T=1.2079℃