中和热的测定

中和热的测定
一、实验目的：
1.通过实验了解中和热的概念；
2.了解用量热计来直接测定反应热的实验方法与操作技能；
3.学习用图解法进行数据处理，以求得正确 T 的方法；
4.学习使用精密直流稳压电源和精密数字温度温差仪。

二、实验原理：
在一定温度和浓度下，酸和碱进行中和反应时产生的热效应称为中和热。

对于强酸和强碱，由于它们在水中完全解离，中和反应实质上是+H 和-
OH 的反应。

因此在浓度足够低的条件下，不同的强酸强碱的中和热几乎是相同的，例如在25℃时，进行一个单位反应的热化学方程式为
O H OH H 2→+-+
1.36.57--=∆mol kj H m r (1)
对于弱碱和强碱进行的中和反应，情况有所不同。

以醋酸的中和反应为例，因为醋酸的解离度很小，故可以认为是-
OH 与HAc 进行的中和反应。

因为中和热
θ
m
r H ∆只决定于始终态，而与过程无关，所以将
其设计为两步进行：生成和的解离反应和O H OH H 2-+c HA
解,m r H Ac H HAc ∆+⇔-+
，中m r H O H OH H ∆→+-+2
根据盖斯定律，有
中解,,m r m r m r H H H ∆+∆=∆ （2）
则
中解,,m r m r m r H H H ∆-∆=∆ （3）
本实验利用热量计分别测定盐酸和氢氧化钠中和反应的
中
,m rH ∆，
利用（3）式即可求得醋酸的解离热解rHm ∆。

为此首先利用电热法标定热量计常数K ，对热量计施以电压U （伏）、电流强度I （安倍），并通过t （秒）后，使热量计温度升高T ∆(K).根据焦耳——楞次定律可知，热量计常数K 为： T
IU K t
∆=
（4） K 的物理意义是热量计升高1K 时所需要的热量。

它是热量计中的水及各部分的热容之和。

等量酸碱的中和热
均由下式计及中r H m ,∆∆r H m ：
1000⨯∆-
=∆CV
T
K H m r (5) 三、实验仪器和试剂：
热量计（包括杜瓦瓶、电热丝、储液管、磁力搅拌器）；精密直流稳压电源；精密数字温度温差仪；量筒（500ml 、50ml ）各一个；1 mol ·dm-3NaOH;1mol ·dm-3HCl;;1mol ·dm-3CH 3COOH 。

四、实验步骤：
1、热量计常数K 的测定
用干布擦净杜瓦瓶，量筒取500ml 蒸馏水注入其中，放入搅拌礠子，调节适当转速，轻轻塞紧杜瓦瓶瓶塞。

将精密直流稳压电源的两输出引线分别接在电热丝的两接头上，打开电源开关，调节输出电压和电流，然后将其中一根引线断开。

接下精密数字温度温差仪开关，
片刻后“采零”，定时1分钟，此后每分钟记录一次温差或温度，当记下第10个读数时，立即将稳压电源断开的接线接上，连续记录温差或温度，待温度升高0.8~1.0 时，关闭稳压电源开关，并记录通电时间t 。

继续搅拌，每间隔一分钟记录一次温差或温度，断电后测10个点为止。

作图确定由于通电而引起的温度变化。

2、中和热的测定
将杜瓦瓶中的水倒掉，干布擦净，量筒取400ml 蒸馏水注入其中，加50ml 1mol ·dm -3的H Cl 溶液。

再取50ml 1mol ·dm -3的Na OH 溶液注入碱储液管中，查漏，玻璃棒插入储液管中，适当调节转速，轻轻塞紧瓶塞，每分钟记录一次温度或温差，记录10分钟。

将储液管中玻璃往上提，使酸碱中和，继续每隔一分钟记录一次温度或温度，作图确定 T2。

3、酸碱解离热的测定
用1 mol ·dm -3的CH 3COOH 溶液代替H Cl 溶液，重复上述操作，求出 T3。

4、将作图法求得的 T1、电流强度I 、电压U 和通电时间t 代入（4）式，计算热量计常数K 。

将热量计常数K 及作图法求得的 T2、 T3分别代入（5）式中，计算出
中
,m rH ∆和rHm ∆。

将
中
,m rH ∆和rHm ∆代
入（3）式，计算醋酸摩尔解离热解rHm ∆。

五、数据记录与处理：
室温30.56℃ IU=9.897
表1 处理后温度差汇总情况表
t/min 热量计常数K的测定△T/℃中和热的测定△T/℃醋酸解离热的测定△T/℃
1 0.011 0.011 0.011
2 0.019 0.025 0.018
3 0.025 0.04
4 0.036
4 0.034 0.063 0.048
5 0.041 0.083 0.064
6 0.048 0.100 0.079
7 0.063 0.117 0.088
8 0.078 0.133 0.099
9 0.095 0.140 0.109
10 0.121 0.151 0.118
11 0.17 1.842 1.415
12 0.194 1.888 1.428
13 0.211 1.914 1.442
14 0.226 1.935 1.454
15 0.312 1.950 1.468
16 0.363 1.969 1.482
17 0.417 1.985 1.494
18 0.566 1.999 1.508
19 0.683 2.011 1.532
20 0.837 2.018 1.576
21 0.954
22 1.139
23 1.146
24 1.159
25 1.165
26 1.17
5
10
15
20
25
30
-0.2
0.00.20.40.60.81.01.2
1.41.61.8
2.02.2T /K
t/min
图1 测定曲线
■代表热量计常数K 的测定曲线 ●代表中和热的测定曲线
▲代表酸碱解离热的测定曲线
由图象可计算
26.4603774
.0360
897.9=⨯=
K
1,.35.172-1000501872
.126.4603--=⨯⨯⨯=∆mol kj H m r 中
1.13.1331000501446
.126.4603--=⨯⨯⨯-=∆mol kj H m r
1,.22.3935.172--13.133--==∆mol kj H m r ）（解
六、思考题
1、本实验中HCL 和Na OH 何者是过量的？为什么？
答：Na OH溶液过量。

可以保证酸被完全中和，碱过量使反应到后面的少量的酸继续进行，是可行的并且这样做使测的数值更接近文献值。

2、为何在测定量热器常数K时，必须把温度计、试管、玻璃棒等都放在量热器内？
答：因为后面的反应中,主要是测量放热的多少,这些器材必须是放在量热器内的,要控制变量。

故在测量热器常数时,也应该把器材放在热量器内。