溶解热的测定
溶解热的测定物理化学实验
遵守处理规范
严格按照废弃物处理规范进行处 理,确保废弃物得到安全、环保
的处理。
关注环保要求
在实验过程中,应关注环保要求, 尽量减少实验对环境的污染。
06 实验总结与展望
本次实验收获总结
掌握了溶解热的测定方法
通过本次实验,我们熟练掌握了使用量热计测定物质溶解热的方 法,了解了实验原理和操作技巧。
拓展应用范围
我们可以将溶解热的测定方法应用于其他物质,比较不同物质之间 的溶解热差异,为材料科学、化学工程等领域的研究提供参考。
开发新型量热计
随着科技的发展,我们可以尝试开发更加精确、快速、便捷的量热计, 提高溶解热测定的效率和准确性。
提高实验准确性和可靠性的建议
精确控制实验条件
在实验过程中,我们应严格控制实 验条件,如温度、压力、物质纯度
分析了实验数据
我们成功获得了实验数据,并通过对数据的分析,得出了有关物质 溶解热的结论。
培养了实验技能
在实验过程中,我们提高了自己的实验操作能力、数据处理能力和 分析问题的能力。
对未来研究方向的展望
深入研究溶解热理论
我们可以进一步研究溶解热的理论模型,探索影响溶解热的因素, 为相关领域的研究提供理论支持。
04 实验结果与讨论
溶解热测定结果展示
溶解热数据表格
列出了不同物质在不同温度下的溶解 热数值,直观地展示了溶解热与物质 种类、温度等因素的关系。
溶解热曲线图
通过绘制溶解热随温度变化的曲线图 ,可以更加清晰地看出溶解热随温度 的变化趋势,便于进行数据分析和比 较。
结果误差分析
实验操作误差
由于实验过程中操作不当或仪器精度限制等原因,可能导致实验结果存在一定 的误差。例如,温度测量不准确、样品质量称量误差等都会对实验结果产生影 响。
溶解热的测定(新)
溶解热的测定软件使用
溶解热的测定
5.电标定:电标定过程与上述溶解过 程类似操作,即分为标定前期、标定 期和标定后期。电标定时加热电压约 6~8V,电流约1.0~1.2A,记录好加载 电流的起始加热时间以及电流和电压 值,当体系升温幅度将近溶解温差幅 度的70-80%时,断开电源并记录加热 断电的时间,继续进行记录,直到温 度上升趋势出现平台,再记录3-5min, 停止记录。 确定体系的温度变化值ΔT2
溶解热的测定
一、实验目的 1.用简单量热计测定硝酸钾的溶解热; 2.学习量热计热容的标定方法; 3.非绝热因素对实验影响的校正; 4. 学会使用计算机采集 无机盐类的溶解,同时进行晶格的 破坏(吸热)和离子的溶剂化(放热) 过程。将杜瓦瓶看作绝热体系,当盐 溶于水中时,有如下热平衡:
H 溶解 T M IVt 1 W T2
溶解热的测定
溶解热的测定
三、实验步骤 1.杜瓦瓶中用量筒加400-500mL水,装置 好量热计,开启搅拌。 2.将温度温差仪的选择开关置于“温差”位 置,并将温度传感器置于量热计中(传感器 探头不能和搅拌子接触),按“置零”键使 仪器指零,打开记录仪,点击测量开始按键, 这时记录仪开始记录,记录量热计与环境的 热平衡时间3-5min(称为溶解前期)。
溶解热的测定
四、数据处理 1.用外推法得到溶解过程和电标定过 程的温差 。 2.计算硝酸钾的溶解热。 3.据有关资料,硝酸钾的溶解热在浓 度0.073mol/L附近,温度在12.5~250C, 可用下式表示: ΔH溶解=34.99-0.157(t-25)KJ/mol 误差计算
溶解热的测定
五、实验注意事项 1、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,并在110℃烘 干。从漏斗加入时要尽量注意均匀加入,不要造成 阻塞,也不要时间太长。 2、本实验应保证样品完全溶解,否则需要重做实 验。 3、在电标定实验过程中要求I、V值恒定,故应随时 注意观察。 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。 5、电标定过程断电后,要等待足够长的时间,让 加热器的余热完全传给溶液,否则误差会较大。 6、第二次实验时一定从头做起,并用另一实验者 的姓名及文件名,否则前一个文件将被覆盖。!!
溶解热的测定
溶解热的测定溶解热是指在恒定压力下,单位质量固体物质在溶液中完全溶解时所放出或吸收的热量。
它是化学热力学中的一项重要物理量,与溶解过程的热力学性质和反应机理密切相关。
溶解热的测定方法有很多种,我们这里介绍两种典型的实验方法:计算比热容法和测定热效应法。
一、计算比热容法比热容法是根据热平衡原理,在温度为T1的热源中将样品加热至温度为T2,测定样品的质量m、热容Cp、初始温度T1和终末温度T2,从而计算出溶解热ΔH。
其计算公式为:ΔH = (Q2 - Q1) / m = Cp × (T2 - T1)其中,Q1和Q2分别表示样品在T1和T2温度下吸收的热量,Cp是样品的比热容,m是样品质量,ΔH为溶解热。
此外,由于固体在溶液中溶解时通常伴随着熔化,因此在计算时应将熔化热考虑在内,即:其中,ΔHm为熔化热,通常可以参考文献或手册给出的数据进行修正。
比热容法的优点是测量精度高,操作简单,但需要较精确的温度测量和热量测量,且需要考虑熔化热的影响。
二、测定热效应法测定热效应法是通过测量溶解过程中反应热量的变化来计算溶解热。
通常是在恒定压力下将固体样品加入到溶液中,测定反应热量和样品的质量,从而计算出溶解热ΔH。
其计算公式为:ΔH = Q / m其中,Q为反应过程中放出或吸收的热量,m为样品质量,ΔH为溶解热。
测定热效应法有多种实验方法,比如热量计法、差热分析法、反应热法等,不同的方法适用于不同类型的样品和反应体系。
其中,热量计法是一种较为常用的测定方法,其基本原理是通过测量加热物体的能量变化量来计算反应热量。
它的优点是可应用于各种类型的样品和反应体系,能够直接测定反应过程的热量变化,但需要一定的操作技能和仪器支持。
总之,溶解热的测定是化学热力学中的一项重要实验。
通过计算比热容法和测定热效应法等方法,可以获得溶解过程的热力学性质和反应机理,为化学工艺控制和工业生产提供重要的参考数据。
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。
溶解热的测定
溶解热的测定一.实验目的及要求1.了解电热补偿法测定热效应的基本原理。
2.通过电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热,并用作图法求得其微分稀释热、积分稀释热和微分溶解热。
3.掌握电热补偿法的仪器使用。
二.实验原理1.物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热。
它有积分 溶解热和微分溶解热两种。
前者是定温定压下把1 mol 溶质溶解在n 0 mol 溶剂中时所产生的热效应由于过程中溶液的浓度逐渐改变,因此也称为变浓熔解热以Qs 表示。
后者是定温定压下把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,由于在溶解过程中溶液浓度可实际上视为不变,因此也称为定浓熔解热即,以0s T ,p ,n Q n ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭表示。
把溶剂加到溶液中使之稀释,其热效应称为冲淡热。
它也有积分(或变浓)稀释热和微分(或定浓)稀释热两种。
通常都以对含有1mol 溶质的溶液的冲淡情况而言。
前者是定温定压下把1 mol 溶质溶解在n 01 mol 溶剂的溶液冲淡到含溶剂n 02 mol 时的热效应,亦即为某两浓度的积分熔解热之差,以Qd 表示,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,以s 0T ,p ,n Q n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭表示。
2、积分溶解热由实验直接测定,其它三种热效应可通过Qs ~ n 0曲线求得:设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为1H 和2H ,溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为1H和2H,对于n 1 mol 溶剂和n 2 mol 溶质所组成的体系:混合前的总焓为1122H n H n H =+ 混合后的总焓为1122H 'n H n H =+此溶解过程的热效应为()()1112221122H H 'H n H H n H H n H n H ∆=-=-+-=∆+∆ 式中,2H ∆即为指定浓度溶液中溶质与纯溶质摩尔晗的差,即为微分溶解热。
根据积分溶解热的定义:1f 212011222n Q H n H H n H n H n =∆=∆+∆=∆+∆故在Qs ~ n 0图上,不同Qs 点切线的斜率为相应于该浓度的微分冲淡热,该切线在纵坐标上的截距OC ,即为相应于该浓度溶液的微分溶解热。
溶解热的测定
实验3 溶解热的测定一、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。
二、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 ;3C 为量热计的热容(指除溶液外,使体系温度升高1℃所需要的热量) ,单位:kJ 。
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 ∆。
三、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.)四、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.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。
溶解热的测定
溶解热的测定一、 实验目的1、掌握溶解热的测定方法。
2、学习量热计的使用方法。
二、实验原理一定量的溶质溶解时产生的热效应与温度、压力和溶剂量有关,它随溶剂量的增加而增加,逐渐趋近一常数。
在25℃一大气压下一摩尔物质形成无限稀溶液时所产生的热效应叫摩尔溶解热。
溶解终了时正好形成饱和溶液则应注明“饱和溶液”溶解热。
通常盐类在水中溶解的摩尔比达1:300时、溶解热即趋于极值。
盐在水中溶解的过程可分为两步,即晶格的破环和离子的溶剂化。
前者为吸热过程;后者为放热过程。
总的能量得失决定溶解过程是吸热,还是放热。
即决定ΔH 是正值还是负值。
在计算溶液中进行的反应的热效应时各作用物和产物的溶解热同燃烧热、生成热一样,也是必要的热化学根据。
当实验在定压下,只作膨胀功的绝热体系中进行时,体系的总焓保持不变,根据热平衡原理,即可计算过程所涉及的热效应。
我们把保温瓶做成的量热计看成绝热体系,当把某种盐溶于瓶内一定量的水中时,可列出如下的热平衡式:gtM ]k gC GC [(H 21∆++-=∆溶解式中:ΔH 溶解—盐在溶液温度和浓度下的积分溶解热; G —水重量(克) C 1—水的比热(卡/克度) g —溶质重量(克) C 2—溶质的比热(卡/克度) M —溶质的分子量Δt —溶解过程的真实温差 K —量热计的热容实验测得G 、g 、Δt 、K 后即可按上式算出溶解热ΔH 。
三、仪器和药品1000毫升广口保温瓶 1个 精密温度计 1支 玻璃搅拌器 1支 100毫升移液管 1支 电吹风 1个氯化钾、硝酸钾、酒精 四、实验步骤量热计热容的测定:1、本实验采用已知氯化钾在水中的溶解热来标定量热计热容(不同温度下一摩尔氯化钾溶于200摩尔水中的积分溶解热)。
将干洁的保温瓶、温度计及搅拌器按图2-1装好,用移液管量取100毫升蒸馏水,经塞子上小孔注入瓶内,塞好小孔,准确测定水的温度(每隔30秒读一次,共读8次)打开塞子迅速将已称好的KC1(6.000克)倒入量热计内盖好塞子,立即搅拌,继续每隔30秒读一次温度,至温度不再下降,再读8次即可停止。
物化实验报告溶解热的测定
物化实验报告-溶解热的测定一、实验目的本实验旨在通过科学的测定方法,准确地得到溶解热数据,进一步理解溶解热现象和物质溶解过程中的热力学性质。
二、实验原理溶解热是指一定温度下,一定量的溶剂中溶质溶解时所需的热量。
通过测量溶解热,可以了解溶质和溶剂之间的相互作用、溶解过程的动力学性质等。
溶解热的测定有助于我们深入理解溶解现象和溶液的热力学性质。
本实验采用综合量热法测定溶解热。
综合量热法是一种通过测量热量和温度变化来确定溶解热的实验方法。
在实验过程中,需要精确控制温度变化和溶液浓度等因素,以减小误差。
三、实验步骤1.准备实验器材:恒温水浴、量热计、搅拌器、称量纸、电子天平、保温杯、热水浴、计时器等。
2.配制一定浓度的溶质溶液:用称量纸称取一定质量的溶质,加入热水浴中搅拌均匀,冷却至室温。
3.将量热计和保温杯放入恒温水浴中,确保其处于稳定状态。
4.将配制好的溶质溶液倒入保温杯中,记录初始温度T1。
5.开启搅拌器,将保温杯置于恒温水浴中,记录最终温度T2。
6.测量此过程中溶液的体积变化ΔV,计算溶液的密度ρ=m/ΔV(m为溶质的质量)。
7.根据综合量热法公式计算溶解热ΔH:ΔH = cm(T2-T1) +mΔTc·ΔV/ΔV·m·c·ΔT (c为水的比热容,m为溶质的质量,ΔTc为溶液的密度变化)。
四、实验数据分析通过本次实验,我们得到了一系列溶质的溶解热数据。
从数据中可以看出,不同溶质具有不同的溶解热。
这些数据有助于我们深入理解溶解现象和物质溶解过程中的热力学性质。
溶解热在化学、物理、生物等许多领域都有重要应用,例如化学反应过程的动力学分析、生物大分子的溶液性质研究等。
本实验方法具有较高的精度和可靠性,为后续相关领域的研究提供了有价值的参考数据。
物理化学实验溶解热的测定实验报告
物理化学实验报告实验名称溶解热的测定一.实验目的及要求1.了解电热补偿法测定热效应的基本原理。
2.通过用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热;用作图法求硝酸钾在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。
3.掌握电热补偿法的仪器使用要点。
二.实验原理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1mol溶质溶解在nomol溶剂中时所产生的热效应,以Qs表示。
后者是1mol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1mol溶质和nomol溶剂的溶液稀释到含溶剂nogmol时所产生的热效应,以Q。
表示,显然。
后者是1mol溶剂加到无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应2.积分溶解热由实验直接测定,其它三种热效应则需要通过作图来求: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Hm,A和Hm,B,若由nA摩尔溶剂和nB摩尔溶质混合形成溶液,则混合前总焓为混合后总焓为此混合(即溶解)过程的焓变为根据定义,△Hm,A即为该浓度溶液的微分稀释热,△Hm,B 即为该浓度溶液的微分溶解热,积分溶解热则为:故在Qs~n0图上,某点切线的斜率即为该浓度溶液的微分溶解热,截距即为该浓度溶液的微分溶解热,如图所示:3.本实验系统可视为绝热,硝酸钾在水中溶解是吸热过程,故系统温度下降,通过电加热法使系统恢复至起始温度,根据所耗电能求得其溶解热:三.实验仪器及药品1.仪器:NDRH-2S型溶解热测定数据采集接口装置(含磁力搅拌器、加热器、温度传感器)1套;计算机1台;杜瓦瓶1个;漏斗1个;毛笔1支;称量瓶8只;电子天平1台;研钵1个。
2.药品:硝酸钾(分析纯)。
四.实验注意事项1.杜瓦瓶必须洗净擦干,硝酸钾必须在研钵中研细。
溶解热的测定
打开电脑至桌面状态。打开NDRH-2S型 微机测定溶解热实验系统电源,预热5分钟。 点击“溶解热数据测量系统”,进入系统界面, 再点击“继续”,出现反应热测量系统界面, 在上方的菜单栏点击“开始实验”,之后按电 脑提示操作。注意,样品加入应缓慢,防止加 样管赌塞。加样结束后按电脑提示点击对话框 右下方的“退出”退出实验。在菜单栏中点击 “数据处理”进入数据处理步骤,按电脑提示 输入固体和水的实际称量值、实际加热功率, 按“以当前数据处理”按钮由电脑按当前数据 处理出本次实验结果,记录下电脑处理所得实 验结果及相应数据。
sol H m
二.实验原理 恒温恒压下1mol纯物质溶解于一定量的溶 剂中形成溶液时所产生的热效应为此物质在该 温度、压力下的摩尔积分溶解热, 用 sol H m 表 示。 随着溶液浓度减小,摩尔积分溶解热趋于 定值,此值称为物质的无限稀释摩尔积分溶解 热。 若在一定量某浓度的溶液中加入dn2溶质, 产生的热效应 与dn2之比称为摩尔微分溶解热, H 用 表示。 n
CaCl2 (s)+6H2O(l) CaCl2 6H2O(s)
的热效应。
实验十一 最大泡压法测定溶液的表面张力
一.实验目的 1. 了解表面张力、表面吸附量的定义及关 系式。 2. 掌握最大泡压法测定液体表面张力的原 理和技术。 3. 测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力, 并计算表面吸附量和正丁醇分子的截面 积。
物理化学实验报告 溶解热的测定
积分溶解热 J/mol 30653 31868 32392 32654
微分溶解热 J/mol 28909 31044 31655 32150
微分稀释热 J/mol 17.105 7.737 3.690 1.669
根据积分溶解热求出各个范围的积分稀释热
范围
积分稀释热 J/mol
99.94202.86
(3)分别称量约 2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5g 研磨后的硝 酸钾,放入 8 个称量瓶中,并精确称量瓶子与药品的总质量。记录下 所称量的数据。 (4)使用0.1g精度的天平称量216.2g的去离子水,放入杜瓦瓶中,将杜 瓦瓶放在磁力搅拌器上。 (5)将温度传感器擦干并置于空气中一段时间,打开数据采集接口装 置电源,预热3min。 (6)启动微机上的溶解热的测量软件。并根据软件提示进行下一步实 验。 (7)将稳流电源上的调节旋钮逆时针调到底,打开电源开关。并打开 磁力搅拌器,调节到合适的搅拌速度。 (8)根据软件的提示,温度传感器放入杜瓦瓶中,调节加热功率使其 在2.0-2.4W之间。此后不再调节稳流电源。 (9)当采样到水温比室温高出0.5摄氏度时,按程序提示加入第一份样 品,之后操作相同,根据软件提示及时加入药品。 (10)当8份药品都已经加入后,软件提示溶解操作完成。将软件退出 到主界面。 (11)将8个称量瓶重新称重,从而计算出加入药品的量。之后将算出 的加入的药品的质量带入到软件中。 (12)整理实验仪器,并将原始数据拷贝。 5.实验数据及处理 本次实验采用的是A处理方法。
1215
202.86-
524
298.92
298.92-
262
401.84
6.数据分析 数据处理完毕后,与由计算机直接处理的数据相比,基本吻合,数据之 间存在的差距非常小,所以本次试验处理得到的数据较为合理。 本实验虽然主要采用了计算机控制技术但是数据还是会存在一定程度上 的误差,本次试验的误差来源有如下几项: (1)由于本次实验所使用的药品属于重复使用,而且在使用前也没有 进行干燥处理,所以可能吸收了的水。 (2)在向杜瓦瓶中加入时由于加入的速度过快,导致体系温度下降过 快。 (3)实验时的温度与室温的是有一定差距的,从而使体系与环境的热 交换较为剧烈,影响了热量的测定。 (4)虽然实验中采用了精密稳流电源,但是从原始数据中还是发现加 热功率出现了一定的浮动,功率的变化可能会使最后电能的计算结果出 现一定误差。 7.思考题 (1)实验设计为什么在体系温度高于室温0.5摄氏度时加入第一份? 由于溶解过程是一个吸热过程,所以这就会导致杜瓦瓶中的温度降低。 如果瓶内的温度与室温相差太大会使体系与环境热交换变得更加剧烈,
溶解热的测定
实验三 溶解热的测定1 引言物质溶于溶剂中,一般伴随有热效应的发生。
盐类的溶解通常包含着几个同时进行的过程:晶格的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离(对电解质而言)等。
热效应的大小和符号决定于溶剂及溶质的性质和它们的相对量。
在热化学中,关于溶解过程的热效应,需要了解以下几个基本概念。
溶解热 在恒温恒压下,溶质B 溶于溶剂A(或溶于某浓度溶液)中产生的热效应,用表示。
摩尔积分溶解热 在恒温恒压下,1 mol 溶质溶解于一定量的溶剂中形成一定浓度的溶液,整个过程产生的热效应。
用 表示。
sol sol m B HH n ∆∆=(1)式中, 为溶解于溶剂A 中的溶质B 的物质的量。
摩尔微分溶解热 在恒温恒压下,1mol 溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应,以表示,简写为。
稀释热 在恒温恒压下,一定量的溶剂A 加到某浓度的溶液中使之稀释,所产生的热效应。
摩尔积分稀释热 在恒温恒压下,在含有1mol 溶质的溶液中加入一定量的溶剂,使之稀释成另一浓度的溶液,这个过程产生的热效应,以 表示。
21dil m sol m sol m H H H ∆=∆-∆ (2)式中, 、 为两种浓度的摩尔积分溶解热。
摩尔微分稀释热 在恒温恒压下,1mol 溶剂加入到某一浓度无限量的溶液中所发生的热效应,以表示,简写为。
在恒温恒压下,对于指定的溶剂A 和溶质B ,溶解热的大小取决于A 和B 的物质的量即 (3)由(3)式可推导得:,,,,()()B Asol sol sol A T P n B T P n A BH HH n n n n ∂∆∂∆∆=+∂∂ (4)或,,,,()()B A sol sol A sol m T P n T P n B A BHH n H n n n ∂∆∂∆∆=+∂∂ (5)令 ,(5)改写为:0,,,,()()B Asol sol sol m T P n T P n A BH HH n n n ∂∆∂∆∆=+∂∂ (6)(6)式中的 可由实验测定, 由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。
溶解热的测定
溶解热的测定溶解热是指在一定压力和温度下,单位质量的物质从固态转变为溶解态所释放或吸收的热量。
溶解热是反映固体与溶液相互作用强度、稳定性的重要指标,对于理解化学反应、确定物质的结构等方面都具有重要的意义。
那么,如何测定溶解热呢?一、原理:通常我们使用定温法,即先将药品(固态)放在一定量的溶液中,使其达到热平衡,记录下溶解时药品和溶液的初温度和终温度,然后再测定空盛的控制试验,最后计算溶解热。
这个原理是根据热力学的一级定律,即能量守恒的原理。
药品溶解时所吸收的热量等于溶液放出的热量。
溶液放出的热量可以用溶液的比热容×质量×热效值(即水的热效值为4.18J/g℃)进行计算。
二、步骤:1.准备试样:将约1克左右的样品(需要精确称量)粉碎,过筛,放在干燥的试管中备用。
2.准备溶液:按照需求设置好溶液的浓度和体积,倒入烧杯中,通过恒温器加热到预设温度。
建议使用热水浴或恒温水槽来控制恒温器。
3.称量固态药品:将准备好的粉末样品逐个分配到干燥的试管中。
为确保精度,建议不要将样品直接放入溶液中。
4.测定初始温度:用铂电极在溶液中测定初始温度。
该步骤应与测定结束的温度差不大。
为提高测量精度,建议取平均值。
5.将药品加入溶液中:取准备好的样品试管,打开塞子,将药品逐渐加入溶液中,并立即关上塞子,摇晃试管,使药品完全溶解。
为确保精度,建议在药品完全溶解前不要移动试管或打开试管盖。
6.测量结束温度:用铂电极在溶液中测定药品和溶液的终温度。
该步骤应与测定初温度时间尽可能接近。
7.计算:计算公式为(热效值×溶液的质量×溶液的比热容)÷样品质量。
三、注意事项:1.样品需精确称量。
对于粉末样品,建议使用量筒来测量体积。
2.试管须干燥。
使用化学用品器皿干燥后,倒出任何剩余的物质。
试管晾干后再使用。
3.初始温度和结束温度的时间应该相同。
当测量结束温度时,需要多次测量,对测量数据进行求平均值。
溶解热的测定实验报告
溶解热的测定实验报告溶解热的测定实验报告引言:溶解热是指单位物质在溶剂中溶解时释放或吸收的热量。
它是研究溶解过程中能量变化的重要参数之一,对于了解溶解过程的热力学性质具有重要意义。
本实验旨在通过测定溶解热的方法,探究不同物质的溶解过程中的热力学特性。
实验部分:1. 实验原理:溶解热的测定可以通过定容热量计的方法进行。
在实验中,我们使用了恒温水浴槽来保持溶剂和溶质的温度稳定。
通过测量在溶解过程中溶液的温度变化,可以计算出溶解热的值。
2. 实验仪器和试剂:实验仪器:定容热量计、恒温水浴槽、温度计。
试剂:硫酸铜、氯化钠、氯化铵。
3. 实验步骤:(1)将定容热量计清洗干净,并用去离子水冲洗干净。
(2)将一定质量的溶质加入定容热量计中,记录下溶质的质量。
(3)将一定体积的溶剂加入定容热量计中,记录下溶剂的体积。
(4)将定容热量计放入恒温水浴槽中,使溶液温度达到恒定值。
(5)记录下溶液的初始温度。
(6)迅速将溶质加入到溶剂中,同时用玻璃棒搅拌均匀。
(7)记录下溶液的最高温度。
(8)根据实验数据计算出溶解热的值。
结果与讨论:通过实验测得的溶解热值如下:硫酸铜:-36.2 kJ/mol氯化钠:3.9 kJ/mol氯化铵:14.5 kJ/mol根据实验结果可以得出以下结论:1. 硫酸铜的溶解过程是吸热反应,即溶解热为负值。
这是因为在溶解过程中,硫酸铜与水发生了吸热反应,吸收了周围环境的热量。
2. 氯化钠的溶解过程是放热反应,即溶解热为正值。
这是因为在溶解过程中,氯化钠与水发生了放热反应,释放了热量。
3. 氯化铵的溶解过程是放热反应,即溶解热为正值。
这是因为在溶解过程中,氯化铵与水发生了放热反应,释放了热量。
实验中的误差主要来自于以下几个方面:1. 实验仪器的精确度:定容热量计和温度计的精确度会对实验结果产生影响。
在实验中,我们尽量选择精确度较高的仪器,以减小误差。
2. 实验操作的准确性:在实验过程中,对溶质和溶剂的质量和体积的测量需要准确无误,任何误差都会对最终结果产生影响。
溶解热的测定
溶解热的测定Determination of Heat of Solution一.实验目的1.用量热法测定KNO3的积分熔解热2.掌握量热法的基本测量方法3.了解测定溶解热的基本原理二.实验原理物质溶解时常伴随有热效应发生,此热效应称为该物质的溶解热。
积分溶解热又称定浓溶解热,为等温等压下一摩尔物质溶于一定量的溶剂中形成某浓度的溶液时,吸收或放出的热量。
积分溶解热可用量热法直接测定,通常看作是在绝热量热计中进行。
首先标定该量热系统的热容量,然后通过精确测量物质溶解前后因吸热或放热引起量热体系温度的变化,来计算溶解过程的热效应,并据此计算物质在该溶液温度、浓度下的积分溶解热。
ΔH标×W标/M标=C×ΔT标求出CΔH待测物=CMΔT待测物/W待测物三. 实验准备1. 仪器:500mL杜瓦瓶(或广口热水瓶),贝克曼温度计,0-50 ºС1/10刻度,秒表,磁力搅拌器,放大镜(放大6-9倍),短颈小玻璃漏斗(外径约2cm),电子天平,干燥器,蜡光纸,500mL 量筒。
2. 药品:AR干燥KCl和KNO3粉末(事先用称量瓶存放并置于干燥器中)。
四. 仪器使用【插入录像】1-溶解热测定装置的安装方法2-磁力搅拌器的使用方法3-电子天平的使用方法五.操作要点(各实验步骤中的操作关键点)1、装置仪器。
2、调节贝克曼温度计,使水银柱面处于刻度的上半部。
3、准确称取预先于105 ºС烘干并磨细的标准物KCl 7.5±0.01克和待测物KNO3 5.06克于蜡光纸上,包裹好置于干燥器中备用。
4、测定量热系统的热容。
5、测定KNO3的积分溶解热。
6、实验结束,洗净,晾干量热装置。
六.数据处理1、根据加样前后量热计温度的变化,绘制温度-时间图,利用雷诺校正图,求出ΔT KCl与ΔT KNO3。
2、由ΔT标和ΔH标(KJmol-1)求量热系统的热容3、由量热计的热容、W KNO3和ΔT KNO3计算硝酸钾的积分溶解热。
溶解热的测定
溶解热的测定一、实验目的1.用简单量热剂测定硝酸钾的溶解热。
2. 学习量热计热容的标定方法。
3.非绝热因素对实验的校正。
4.学习使用《计算机全过程管理系统》。
二、实验原理将杜瓦瓶看作绝热体系,当盐溶于水,有热平衡:△H溶解W/M=K△T1(1)进行电标定时,用电热器加热,又平衡:IVt=K△T2(2)由上两式得:△H溶解=M/W*IVt*△T1 /△T2(3)由于在此两个过程中,体系温度变化小,一般在1度左右。
必须使用贝克曼温度计或者精密温度仪,才能读到千分位,达到实验的要求。
三、仪器与试剂1.仪器:500ml杜瓦瓶,装配有加热电炉丝和固体试样加料漏斗电磁搅拌器直流稳定电源(0~30V,0~2A)500ml量筒记录仪2.试剂:硝酸钾(AR)四、主要实验步骤1.在杜瓦瓶中用量筒加入450ml蒸馏水,装好量热计,开启搅拌。
调节输出为0,开启记录仪记录体系稳定过程。
2. 分析天平称取碾成细粉的硝酸钾(约3.3g),在量热计温度稳定3~5分钟后,从加料漏斗加入,记录仪记录过程温度变化。
注意,漏斗加料前后应加盖,以减少体系与环境的热交换。
待温度没有明显变化后约3分钟停止记录。
3.电标定过程与上述溶解过程类似操作,即分为标定前,标定期和标定后期。
电标定时电压约6-8V,电流约为0.6-0.8A。
记录好通断电的加热时间,当体系升温幅度将近溶解降温幅度时,断开电源,继续记录,直到温度上升趋势与标定前期相似为止。
4.杜瓦瓶重新装水,再做一次实验。
五、数据处理与结果讨论1、有关数据溶质的质量(m):3.3113g 溶质摩尔质量(ML):101.102g/mol 接电时间:2:01 min 断电时间:6:13通电时间(t): 252s 电压(V): 5.75V电流(DI):1.10A2、温差溶解过程(DT1): 0.534 标定过程(DT2): 0.564 3、相关图形3.1、溶解过程图1溶解过程t-T图3.2、电标定过程图2电标定过程t-T图4、计算积分溶解热△H溶解=M/W*IVt*△T1 /△T2/1000=101.102/3.3113×1.10×5.75×252×0.534/0.564/1000=46.08KJ/mol理论溶解热计算:ΔH溶解=34.99-0.157(t-25)KJ/mol=34.99-0.157*(21.40-25)得ΔH溶解=35.55KJ/mol相对误差=(46.08-35.55)/35.5*100%=29.6%误差分析:可能是因为记录通电时间不准确和杜瓦瓶外壳因温度过高烧化而造成误差较大。
溶解热的测定(KNO3溶解热的测定)
KNO 3溶解热的测定一、实验目的1.用电热补偿法测定KNO 3在不同浓度水溶液中的积分溶解热。
2.用作图法求KNO 3在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。
二、预习要求1.复习溶解过程热效应的几个基本概念。
2.掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。
3.了解如何从实验所得数据求KNO 3的积分溶解热及其它三种热效应。
4.了解影响本实验结果的因素有那些。
三、实验原理1.在热化学中,关于溶解过程的热效应,引进下列几个基本概念。
溶解热: 在恒温恒压下,n 2摩尔溶质溶于n 1摩尔溶剂(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应,用Q 表示,溶解热可分为积分(或称变浓)溶解热和微分(或称定浓)溶解热。
积分溶解热:在恒温恒压下,一摩尔溶质溶于n 0摩尔溶剂中产生的热效应,用s Q 表示。
微分溶解热: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,以1,,2n p t n Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂表示,简写为12n n Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。
冲淡热:在恒温恒压下,一摩尔溶剂加到某浓度的溶液中使之冲淡所产生的热效应。
冲淡热也可分为积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。
积分冲淡热:在恒温恒压下,把原含一摩尔溶质及n 01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n 02时的热效应,亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之差,以d Q 表示。
微分冲淡热: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2,,1n p t n Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂表示,简写为21n n Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。
2.积分溶解热(s Q )可由实验直接测定,其它三种热效应则通过s Q —n 0曲线求得。
设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为)1(m H 和)2(m H ,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m H ,1和m H ,2,对于由1n 摩尔溶剂和2n 摩尔溶质组成的体系,在溶解前体系总焓为H 。
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实验七 溶解热的测定一、实验目的1.掌握采用电热补偿法测定热效应的基本原理。
2.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、积分稀释热和微分稀释热。
3.掌握溶解热测定仪器的使用。
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 0mol 溶剂中时所产生的热效应。
由于在溶解过程中溶液浓度不断改变,因此又称为变浓溶解热,以△sol H 表示。
微分溶解热是指在定温定压下把1mol 物质溶解在无限量某一定浓度溶液中所产生的热效应,以表示.在溶解过程中浓度可视为不变,因此又称为定浓度溶解热,以0,,)(n p T sol nH ∂∆∂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。
它也有积分(变浓)稀释热和微分(定浓)稀释热两种。
积分稀释热是指在定温定压下把原为含1mol 溶质和n 01mol 溶剂的溶液冲淡到含n 02mol 溶剂时的热效应,它为两浓度的积分溶解热之差。
微分冲淡热是指将1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所产生的热效应,以n p T sol n H ,,0)(∂∆∂表示,即定温、定压、定溶质状态下,由微小的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,可绘制出一条积分溶解热△sol H 与相对于1mol 溶质的溶剂量n 0之间的关系曲线,如图1所示,其他三种热效应由△sol H~n 0曲线求得。
设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为H m1和H m2,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,在溶质和溶剂未混合前,体系总焓为:图1H=n 1 H m1+n 2 H m2 (1)将溶剂和溶质混合后,体系的总焓为:H’= n 1 H 1+n 2 H 2 (2)因此,溶解过程的热效应为:△H=n 1(H 1-H m1)+n 2(H 2-H m2)=n 1△H 1+n 2△H 2 (3)在无限量溶液中加入1mol 溶质,(3)式中第一项可以认为不变,在此条件下所产生的热效应为(3)式中第二项中的△H 2,即微分溶解热。
同理,在无限量溶液中加入1mol 溶剂,(3)式中第二项可以认为不变,在此条件下所产生的热效应为(3)式中第一项中的△H 1,即微分稀释热。
根据积分溶解热的定义,有:△sol H=2H n (4) 将(3)式代入,可得:△sol H=21n n △H 1+△H 2=n 01△H 1+△H 2 (5) 此式表明,在△sol H~n 0曲线上,对一个指定的n 01,其微分稀释热为曲线在该点的切线斜率,即图1中的AD/CD 。
n 01处的微分溶解热为该切线在纵坐标上的截距,即图1中的OC 。
在含有1mol 溶质的溶液中加入溶剂,使溶液量由n 01mol 增加到n 02mol ,所产生的积分溶解热即为曲线上n 01和n 02两点处△sol H 的差值。
本实验测硝酸钾溶解在水中的溶解热,是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应,故采用电热补偿法测定。
实验时先测定体系的起始温度,溶解进行后温度不断降低,由电加热法使体系复原至起始温度,根据所耗电能求出溶解过程中的热效应Q 。
(6)式中,I 为通过加热器电阻丝(电阻为R )的电流强度(A),V 为电阻丝两端所加的电压(V),t 为通电时间(s)。
三、仪器和试剂1.仪器SWC-RJ 一体式溶解热测量装置(如右图,具体参数为:加热功率:0~12.5W 可调;温度/温差分辨率:0.01℃/0.001℃;计时时间范围:0~9999 S ;输出:RS232C 串行口)称量瓶8只,毛刷1个,电子分析天平,台秤2.试剂硝酸钾固体(A.R.已经磨细并烘干)四、实验步骤1.称样取8个称量瓶,先称空瓶,再依次加入约为2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5 g的硝酸钾(亦可先去皮后直接称取样品),粗称后至分析天平上准确称量,称完后置于保干器中,在台天平上称取216.2 g蒸馏水于杜瓦瓶内。
具体数据记录见五中,称量瓶洗净吹干后,一定要称量空瓶的质量,由于没有保干器,所以称量以后要马上盖上盖子。
蒸馏水称量了218.2g。
2.连接装置如右图所示,连接电源线,打开温差仪,记下当前室温。
将杜瓦瓶置于测量装置中,插入探头测温,打开搅拌器,注意防止搅拌子与测温探头相碰,以免影响搅拌。
将加热器与恒流电源相连,打开恒流电源,调节电流使加热功率为2.5瓦,记下电压、电流值。
同时观察温差仪测温值,当超过室温约0.5℃时按下“采零”按钮和“锁定”按钮,并同时按下“计时”按钮开始计时。
当前室温是15.6℃,注意要放入搅拌子。
当显示温度超过室温0.5℃后,按下“状态转换”按钮,系统自定采零并开始计时,加热功率为2.30W左右。
3.测量将第一份样品从杜瓦瓶盖口上的加料口倒入杜瓦瓶中,倒在外面的用毛刷刷进杜瓦瓶中。
此时,温差仪显示的温差为负值。
监视温差仪,当数据过零时记下时间读数。
接着将第二份试样倒入杜瓦瓶中,同样再到温差过零时读取时间值。
如此反复,直到所有的样品全部测定完。
采零后要迅速开始加入样品,否则升温过快可能温度回不到负值。
加热速度不能太快也不能太慢,要保证温差仪的示数在-0.5℃以上。
具体数据记录见五中。
4.称空瓶质量在分析天平上称取8个空称量瓶的质量,根据两次质量之差计算加入的硝酸钾的质量。
实验结束后,打开杜瓦瓶盖,检查硝酸钾是否完全溶解。
如未完全溶解,要重做实验。
倒去杜瓦瓶中的溶液(注意别丢了搅拌子),洗净烘干,用蒸馏水洗涤加热器和测温探头。
关闭仪器电源,整理实验桌面,罩上仪器罩。
具体数据记录见五中,打开杜瓦瓶盖发现KNO3已完全溶解,证明实验成功。
五、数据记录和处理室温15.6℃大气压力(kPa):102.801.数据记录本实验记录的数据包括水的质量、8份样品的质量、加热功率以及加入每份样品后温差归零时的累积时间。
称量瓶号空瓶质量/g KNO3+瓶/g 剩余瓶重/g 加热功率归零时间/s/W1 6.0255 8.5033 6.0274 2.31 3922 6.3495 7.8484 6.3515 2.31 6153 6.6109 9.2372 6.6118 2.31 10164 6.7392 9.8224 6.7401 2.31 14625 6.3522 10.1798 6.3529 2.31 19976 6.5809 10.8726 6.5817 2.31 25837 6.1969 10.4015 6.1982 2.31 31228 6.6755 11.3035 6.6770 2.31 36712.将数据输入计算机,计算n 水和各次加入的KNO 3质量、各次累积加入的KNO 3的物质的量。
根据功率和时间值计算向杜瓦瓶中累积加入的电能Q 。
n 水=218.2/18.016=12.1mol M KNO3=101.10g/mol 称量瓶号加入KNO 3/g 累积KNO 3/g 累积n KNO 3/mol 累积电能/kJ 12.4759 2.4759 0.02449 0.9050 21.4969 3.9728 0.03930 1.4210 32.6254 6.5982 0.06526 2.3481 43.0823 9.6805 0.09575 3.3778 53.8269 13.5074 0.133604.6326 64.2909 17.7983 0.176055.9928 74.2033 22.0016 0.21762 7.2431 8 4.6265 26.6281 0.26338 8.51683.绘制Δsol H~n 0曲线用以下计算式计算各点的Δsol H 和n 0:Δsol H=3KNO n Q (7) n 0=3KNO 0n n (8) 瓶号 1 2 3 4 5 6 7 8 Δsol H/ KJ/mol36.953 36.161 35.978 35.277 34.674 34.041 33.283 32.336 n 0/mol 494.55 308.21 185.58 126.49 90.652 68.797 55.654 45.984在origin 中绘制Δsol H~n 0关系曲线,并对曲线拟合得曲线方程。
使用多项式拟合进行二次拟合,得到如下图:可见拟合度并不好,故采用 三次拟合使用多项式拟合进行二次拟合,得到如下图:R-Square(COD) SD N P----------------------------------------------------0.88271 0.63253 8 0.00471Polynomial Regression for DATA1_B:Y = A + B1*X + B2*X^2 + B3*X^3Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 30.10599 0.55534B1 0.06744 0.01047B2 -2.34981E-4 4.86045E-5B3 2.56103E-7 6.11745E-8------------------------------------------------------------R-Square(COD) SD N P------------------------------------------------------------0.97821 0.30485 8 8.84128E-4------------------------------------------------------------拟合度达到0.98,所以采用三次拟合。
得到的曲线方程为y =30.10599+0.06744x-2.34981E-4x2 +2.56103E-7x34.积分熔解热,积分稀释热,微分熔解热,微分稀释热的求算将n0=80、100、200、300、400代入3中的曲线方程,求出溶液在这几点处的积分溶解热。
积分溶解热值表n080 100 200 300 400Δsol H(KJ/mol)34.1284 34.7563 36.2436 36.1045 35.8756将所得曲线方程对n0求导,将上述几个n0值代入所得的导函数,求出这几个点上的切线斜率,即为溶液n0在这几点处的微分稀释热:求得一阶导数方程为y′=0.06744-4.69962E-4x +7.68309E-7x2微分稀释热值表n080 100 200 300 400微分稀释热0.03476 0.02813 0.004180 -0.0044010.002385 (KJ/mol)利用一元函数的点斜式公式求截距,可得溶液在这几点处的微分溶解热。