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1、溶解热测定(物化试验得好好做)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
2、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（solH/nB）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
3、成：上述途径中：H = H1+H2 = 0 H2 = -H1H1 = n1Cp,m （KCL，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K （T2- T1） H2 = n1solHm K = -n1Cp,m（KCL，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+（n1solHm ）/（T2- T1） = -m1Cp（KCL，S）+ m2Cp（H2O，l）+（m1solHm ）/（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/(kgK),Cp（H2O，l）= 4.184 kJ/(
4、kgK)；M1为KCl的摩尔质量，T =（T2- T1） 即为溶解前后系统温度的差值；solHm 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solH = -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 solH m = solH/n1 同理m1，m2 ：分别为溶解过程加入的KNO3（S）和 H2O
5、（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。3、 仪器与试剂1、仪器：广口保温瓶、磁力搅拌器、贝克曼温度计、1/10温度计、容量瓶（200ml）、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
6、取200mL室温下的 蒸馏水(密度为=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
7、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=1Kg.dm-3),倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的(4)、(5)、(7)。5、 数据记录 室温: 21.00C 大气压: 101.63Kpa氯化钾(第一次) m=4.1635g t=21.00t/min123456789101112T/C22.32222.40422.42022.43622.45222.45522.46722.
8、45522.43422.15121.84821.529t/min131415161718192021222324T/C21.42821.38221.36921.36721.37421.38021.38521.39321.400氯化钾(第二次) m=4.1713g t=20.05t/min123456789101112T/C22.83922.88322.89122.90222.91322.92422.92422.88422.74022.53922.34922.144t/min131415161718192021222324T/C22.03321.97721.91921.85221.83121.8
9、1721.81421.81521.81821.82121.824氯化钾(第三次) m=4.1400g t=20.09t/min1234567891011T/C22.12622.39322.39922.40522.41222.41822.42022.222.27721.74121.532t/min1213141516171819202122T/C21.47321.37521.33121.31721.31421.31621.31821.32021.32321.324硝酸钾(第一次) m=5.6281g t=20.20t/min1234567891011T/C22.37722.42022.44322
10、.46622.48622.50722.44422.23421.92021.32920.942t/min1213141516171819202122T/C20.65420.55120.48920.42420.40320.39820.40920.41520.42020.42420.427硝酸钾(第二次) m=5.6237g t=20.04t/min1234567891011T/C22.85422.85522.85522.85722.86022.86322.83022.46121.71521.35221.044t/min1213141516171819202122T/C20.87920.78520.
11、72620.72020.71520.71820.72020.72620.729硝酸钾(第三次) m=5.6170g t=22.10t/min1234567891011T/C22.71122.73122.73622.74322.75022.75922.76422.52521.92321.43621.050t/min1213141516171819202122T/C20.86220.76620.65220.63020.62920.63320.63620.64720.65120.65420.6576、 数据处理与计算1、 雷诺校正：(1) (2)氯化钾(第一次): m=4.1635g T=21.00
12、 氯化钾(第二次): m=4.1713g T=20.05 校正后:T= -1.162 校正后: T= -1.178 (3) (4)氯化钾(第三次)：m=4.1400g T=20.09 硝酸钾(第一次) ：m=5.6281g T=20.20校正后：T= -1.150 校正后：T= -2.234(5) (6)硝酸钾(第二次) ：m=5.6237g T=20.04 硝酸钾(第三次)：m=5.6170g T=22.10校正后：T= -2.175 校正后：T=2.2852、 量热计的K值计算由图得：氯化钾 (1)T= -1.162 (2)T= -1.178 (3)T= -1.150分别代入K = -m1Cp（KCl，S）+ m2Cp（H2O，l）+（m1solHm ）/（M1 T） 求得：K1=0.0347kJ/K K2=0.0432kJ/K K3=0.0370kJ/K取平均值: K=0.0383 kJ/K3、1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热solH = -n1Cp,m （KNO3，S）+ n2Cp,m（H2O，l）+ K （T2- T1） = -
