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1、酸碱中和热测定的误差分析李大刚贵州省贵阳市修文中学 550200关键词：中和热 测定 误差 分析摘要：在众多的化学参考书和复习资料以及在高考实验试题中，化学实验的误差分析是高中化学实验考题中一个重要的常见的考查内容 ，如：物质的量浓度溶液的配制的误差分析，酸碱中和滴定的误差分析，硫酸铜晶体中结晶水含量测定的误差分析，酸碱中和热测定的误差分析 。前三者在众多的化学参考书和复习资料中出现得比较多，而后者则很少见，即使有的资料书中也有出现过，但其介绍得不够多，不够全面。基于这个原因，本文多角度多层次全方位的概括了该实验所有可能造成实验误差的因素及其详细的分析 。 在任何一种测量中，无论所用的仪器多么
2、精密，方法多么完善，实验者多么细心 ，所得结果常常不能完全一致而会有一定的误差 。由于某种特殊原因（如仪器构造不够完善、测量方法本身的限制、个人习惯等）会造成一定的误差（系统误差） ，由于实验者的感官的灵敏度有限或技巧不够熟练 ，仪器的准确度限制以及许多不能预料的其他因素对测量的影响所引起的误差（偶然误差） ，还有由于实验过程中犯了某种不应有的错误（如标度看错 、记录看错、计算弄错等）引起的误差（过失误差） 。在高中化学实验习题中，物质的量浓度溶液的配制的误差分析，酸碱中和滴定的误差分析 ，硫酸铜晶体中结晶水含量测定的误差分析已出现得比较多 ，而新增实验酸碱中和热测定的误差分析则不多见 ，为此
3、笔者多角度多层次全方位的对该实验中所有可能造成误差的因素作了详细的概括和分析，与各位老师共同探讨 。1 隔 热 较 差 隔热较差有以下几种可能的原因： 混合酸碱后，未盖硬纸板， 大烧杯上的盖板（硬纸板）的小孔太大， 实验装置中小烧杯周围的泡沫塑料或棉花未填满 ， 向装有盐酸的烧杯中倒入氢氧化钠溶液时动作缓慢 。 以上几种原因中的任何一种都有可能造成酸碱中和后放出的热量部分散失，根据酸碱中和热公式 （ H = Q /0.025 = -0.418（t2 t1）/0.025 KJ/mol ），由于热量部分散失，即 Q偏小 ，则中和热H偏小或热量部分散失，体现在终止温度t2偏小，则中和热H偏小 。2
4、溶液浓度不准 浓度不准有以下几种情况： 配制的盐酸的浓度不准（偏小或偏大）， 配制的氢氧化钠溶液的浓度不准（偏小或偏大）， 氢氧化钠溶液没有新配制（久置的氢氧化钠溶液会变质，致使浓度偏小 ） 2.1 盐酸的浓度不准 2.1.1 若配制的盐酸的浓度偏大（即HCl的物质的量大于0.025mol），则酸碱中和后放出的热量偏大，根据中和热公式 ，由于酸碱中和后放出的热量偏大（即Q偏大），则中和热H偏大或放出的热量偏大，体现在终止温度t2偏大，则中和热H偏大 。2.1.2 若配制的盐酸的浓度偏小（即HCl的物质的量小于0.025mol），则酸碱中和后放出的热量偏小，根据中和热公式 ，由于酸碱中和后放出的
5、热量偏小（即Q偏小），则中和热H偏小或放出的热量偏小，体现在终止温度t2偏小，则中和热H偏小。2.2 氢氧化钠溶液的浓度不准2.2.1 若配制的氢氧化钠溶液的浓度偏大，因氢氧化钠溶液本身就是过量的，浓度偏大，则氢氧化钠过量的程度就更大，更能确保50ml 0.50mol/L的盐酸能全部反应，但反应放出的热量（Q）是不变的，体现在酸碱中和后终止温度t2是不变的。根据中和热的公式可判断H是不变的 。2.2.2 若配制的氢氧化钠溶液的浓度偏小（或氢氧化钠溶液没有新配制） 2.2.2.1 偏小的程度小 0.50mol/L c(NaOH)0.55mol/L 氢氧化钠仍然是过量的，仍能确保50ml 0.50
6、mol/L的盐酸被完全中和。2.2.2.2 偏小的程度大 c(NaOH) 0.50mol/L 氢氧化钠的量是不足的，不能确保50ml 0.50mol/L的盐酸被完全中和，则中和反应放出的热量(Q)偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热的公式可判断H偏小。3 溶液的量取不准确 3.1 量取盐酸时仰视读数或俯视读数3.1.1 仰视读数 在量取盐酸时仰视读数，致使所取的盐酸的体积大于50ml，使得HCl的物质的量大于0.025mol，则中和反应放出的热量偏大，根据中和热公式 ，由于酸碱中和后放出的热量偏大（即Q偏大），则中和热H偏大或放出的热量偏大，体现在终止温度t2偏大，则中和热H偏大
7、 。3.1.2 俯视读数 在量取盐酸时俯视读数，致使所取的盐酸的体积 小于50 ml，使得HCl的物质的量小于0.025mol，则中和反应放出的热量偏小，根据中和热公式 ，由于酸碱中和后放出的热量偏小（即Q偏小），则中和热H偏小或放出的热量偏小，体现在终止温度t2偏小，则中和热H偏小。 3.2 量取氢氧化钠溶液时仰视读数或俯视读数3.2.1 仰视读数量取氢氧化钠溶液时仰视读数，致使所取溶液的体积大于50ml，使得氢氧化钠的物质的量大于0.0275mol，而0.025 molHCl只能中和0.025mol的NaOH，NaOH物质的量的增加，只能确保0.025 mol的HCl能被完全中和，而不会使
8、反应放出的热量（Q）发生变化，体现在酸碱中和后终止温度t2不变，则中和热H不变。3.2.2 俯视读数 若俯视读数，则所取的溶液的体积小于50ml。3.2.2.1 体积偏小的程度小，则NaOH的物质的量：0.025moln（NaOH）0.0275mol，则0.025 mol的HCl能被完全中和，中和反应放出的热量（Q）不变，体现在酸碱中和后终止温度t2不变，则中和热H不变。体现在酸碱中和后终止温度t2不变，则中和热H不变。3.2.2.2 体积偏小的程度大，则NaOH的物质的量：n（NaOH）0.025mol，则0. 025 mol的HCl不能被完全中和，酸碱中和反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸
9、碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。4. 溶液取用错误4.1 用50ml 0.50mol/L的醋酸代替50ml 0.50mol/L的盐酸 因醋酸是弱电解质，其电离时要吸收热量，致使酸碱中和后放出的热量偏低，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。4.2 用50ml 0.55mol/L的氨水代替50ml 0.55mol/L的NaOH溶液 因氨水是弱电解质，其电离时要吸收热量，致使酸碱中和后热量偏低，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。4.3 用50ml 0.50mol/L的醋酸代替50ml 0.50mol/
10、L的盐酸，用50ml 0.55mol/L的氨水代替50ml 0.55mol/L的NaOH溶液 因醋酸、氨水是弱电解质，它们电离时要吸收热量，致使酸碱中和后热量偏低，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 4.4 用0.50mol/LNaOH溶液代替0.55mol/L的NaOH溶液用0.50mol/LNaOH溶液代替0.55mol/L的NaOH溶液，则NaOH溶液的浓度偏低，导致中和反应中盐酸不能完全反应，反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 4.5 选用较高浓度的盐酸和氢氧化钠溶液盐酸和NaOH溶液的浓
11、度过大就会使溶液中阴阳离子间的相互牵制作用增强，电离程度就会减小，则中和反应产生的热量势必要用一部分来补偿未电离分子的离解热，导致反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 5. 温度计使用不当5.1 测量盐酸的温度后，未尽最大可能将附着在温度计上的盐酸留在烧杯中 测量盐酸的温度后，未尽最大可能将附着在温度计上的盐酸留在烧杯中，使得参加反应的盐酸的量减少，酸碱中和反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 5.2 测量盐酸的温度后，将附着在温度计上的盐酸冲洗入烧杯中 将附着在温度计上的盐
12、酸冲洗入烧杯中，使得酸碱中和后溶液的总质量增加，在计算时，酸碱中和后溶液的总质量仍是以100克来计算，根据公式Q = c m t可判断反应放出的热量（Q）偏小，再根据酸碱中和热公式可知中和热H偏小5.3 测量盐酸的温度后，未换用温度计便立即去测量氢氧化钠溶液的温度 测量盐酸的温度后，未换用温度计便立即去测量氢氧化钠溶液的温度，则温度计上的盐酸会与氢氧化钠反应，使得热量散失，则混合酸碱后反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 5.4 温度未取到最高点 酸碱中和后用温度计测温度时，温度未取到最高点，致使终止温度t2偏小 ，根据中和热公式，可
13、判断中和热H偏小。 6 室温的影响 6.1 室温太高做本实验的当天的室温较高，则盐酸、氢氧化钠溶液的温度均会有所增加，则盐酸、氢氧化钠溶液的平均温度为 t1，且t1= t1 + t （t是室温较高时引起的增加值），而混合后的温度为t2，且t2= t2 + t， 根据中和热公式H=Q /0.025 =-0.418 （t2- t1）/0.025 =-0.418（t2 t1）/0.025 = H ，由此可知反应的中和热仍为H ，即不变 。6.2 室温太低 做本实验的当天室温较低，则盐酸、氢氧化钠溶液的温度均会有所降低，则盐酸、氢氧化钠溶液的平均温度为 t1.，且t1=t1- t（t是室温较低时引起的
14、降低值），而混合后的温度为t2，且t2= t2 - t，根据中和热公式，H=Q /0.025 = -0.418 （t2- t1）/0.025 =-0.418（t2 t1）/0.025 = H ，由此可知反应的中和热仍为H ，即不变 。7 其它因素 7.1 实验过程中有液体洒在外面 在将已量好体积的盐酸转入烧杯中时，有少量的盐酸溅出或在将已量好体积且测量了温度的氢氧化钠溶液注入到盐酸中时，有少量氢氧化钠溶液溅出， 致使参加中和反应的H+或OH-减少，使得中和反应放出的热量偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。7.2 量筒使用不当量取盐酸后没有换用量筒，就直接
15、用未洗干净的的量筒量取NaOH溶液，则附着在量筒上的盐酸会与氢氧化钠反应，使得热量散失，则混合酸碱后反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。7.3 搅拌不够充分 向装有盐酸的烧杯中注入NaOH溶液后，由于搅拌不够充分，致使盐酸和氢氧化钠未反应完全，使得反应放出的热量（Q）偏小，体现在酸碱中和后终止温度t2偏小，根据中和热公式，可判断中和热H偏小。 参考文献：1 严忠物理化学实验 .第2版，北京：高等教育出版社 ，1989：1-2.2 人民教育出版社化学室教师教学用书化学.第1版，北京：人民教育出版，2003：47. 3 人民教育出版社化学室全日制普通高级
