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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划熔解热的测定,实验报告溶解热的测定实验报告姓名/学号：何一白/XX班级：化22同组实验者姓名：苏剑晓实验日期：XX年12月4日提交报告日期：XX年12月10日带实验的老师姓名：王溢磊1引言实验目的1.测量硝酸钾在不同浓度水溶液的溶解热，求硝酸钾在水中溶解过程的各种热效应。2.掌握量热装置的基本组合及电热补偿法测定热效应的基本原理。3.复习和掌握常用的测温技术。实验原理物质溶于溶剂中，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
2、离等。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?solH表示。摩尔积分溶解热在恒温恒压下，1mol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?solHm表示。?solHm?solHnB式中,nB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(?solH?H)T,P,nA表示，简写为(sol)nA。?nB?nB稀释热在恒温恒压下，一定量的溶剂A加
3、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?dilHm表示。?dilHm?solHm2?solHm1式中，?solHm2、?solHm1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(?solH?H)T,P,nB表示，简写为(sol)nB。?nA?nA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?solH?(nA,nB)由式可推导得：?solH?nA(?solH?H)T,P
4、,nB?nB(sol)T,P,nA?nA?nB或?solHm?令n0?nA/nB，改写为：?HnA?solH()T,P,nB?(sol)T,P,nAnB?nA?nB?solHm?n0(?solH?H)T,P,nB?(sol)T,P,nA?nA?nB式中的?solHm可由实验测定，n0由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。作出?solHmn0曲线，见图2-3-1。曲线某点的切线的斜率为该浓度下的摩尔微分稀释热，切线与纵坐标的截距，为该浓度下的摩尔微分溶解热。显然，图中n02点的摩尔溶解热与n01点的摩尔溶解热之差为该过程的摩尔积分稀释热。图1solHm-n0图由图2-3-1可见，欲求溶解过
5、程的各种热效应，应当测定各种浓度下的摩尔积分溶解热。本实验采用累加的方法，先在纯溶剂中加入溶质，测出溶解热，然后在这溶液中再加入溶质，测出热效应，根据先后加入溶质总量可求出n0，而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。本实验是采用绝热式测温量热计，它是一个包括杜瓦瓶、搅拌器、电加热器和测温部件等组成的量热系统。装置及电路图如图2-3-2所示。因本实验测定KNO3在水中的溶解热是一个吸热过程，热量的标定可用电热补偿法，即先测定体系的起始温度，溶解过程中体系温度随吸热反应进行而降低，再用电加热法使体系升温至起始温度，根据所消耗电能求出热效应Q。再由下式可求算出溶解热?solH?QT2?T12，Q?I
6、RTT2?T1?式中，T1、T2为加入溶质始末的体系的温度；Q为使体系从T2?升至T1?时的电热；T2?、T1?为电加热始末的体系温度，I为电流强度；R为加热器电阻；T为通电加热时间。本实验采用热敏电阻测温系统，为溶解过程校正后的峰高，为加热过程校正后的峰高。2实验操作实验药品、仪器型号及测试装置示意图仪器：DH1715A-3型直流双路跟踪稳压稳流电源，78-2型双向磁力加热搅拌器，清华牌数显惠斯通电桥，无纸记录仪，DM1-002型秒表，UNI-TUTS8E型万用表，保温瓶，容量瓶，烧杯，温度计，研钵1只，称量瓶，分析天平。药品：KNO3图2热敏电阻测溶解热装置图实验条件实验室温，气压：。实验
7、操作步骤及方法要点1、欲使溶解热能准确测量，要求仪器装置绝热良好，体系和环境间的热交换尽量稳定并降至最小。仪器装置如图2所示，采用保温瓶并加盖，以减少辐射、传导、对流、蒸发等热交换途径。2、测量室温，取不少于500ml的去离子水，根据室温调节水的温度，使之尽量接近室温，量取500ml注入保温瓶内。这样体系温度与室温接近，减少体系与环境的热交换。使用无纸记录仪记录电势大小。3、在天平上准确称量约5g左右的KNO3待用。4、开动搅拌器，调节测温电桥平衡调节旋钮，使记录仪的记录笔处于记录纸的中间位置，待温度基本稳定后，记录约4min。直流稳压稳流电源调至稳流，打开电源开始加热，同时将电流值调至950
8、mA左右，温度升高，记录笔升至16mV左右，关闭电源停止加热。待记录仪记录约8min左右，加入称量好的KNO3。此时由于KNO3溶解吸热，温度降低，记录笔降低，待温度稳定后再记录约8min左右。5、严格的操作应将样品装在蜡封样品管中，放在保温瓶中恒温，加样时用玻璃棒戳破管底，样品溶入溶液。本实验采用称量瓶装样品，直接倒入。由减量法求出样品质量。6、打开加热电源加热，同时打开秒表计时，待记录笔升至18mV左右，关闭电源停止加热，同时停止计时，记下加热时间。再记录约8min左右。整个过程如图3所示。7、按上述步骤依次加入约6、7、8、8、7和6g的KNO3。8、测量实验所用加热器的阻值R。图3记录
9、仪记录的加热-溶解过程温度变化曲线3结果与讨论原始实验数据表1溶解过程原始数据实验序号KNO3加入质量/g加热时间/min20713250942513830507250182110314775加热电流/mA溶解过程原始数据作出电势随时间变化的曲线如下图4：5040302010E(mV)0-10-20-30-40XX40006000800010000t(s)图4电势-时间曲线加热器阻值万用表测量得到R=文献值查阅水的摩尔质量为g/mol，时水的密度为kg/m3。硝酸钾的摩尔质量为g/mol。计算的数据、结果计算T1,T2,T1,T2采用雷诺图解法，计算出T1,T2,T1,T2的值如下：表2各次溶
10、解、加热过程T值以第一组为例，说明T1,T2,T1,T2等的计算方法：如下图5，首先对图中开始阶段、加入硝酸钾之后的阶段、电加热之后阶段用Origin分别进行直线拟合得到直线拟合公式中a和b的值如图，然后根据数据点分别找出反应阶段和升温阶段的基点所对应的时间数据，对于第一组为2525s时和4441s，过中点作两条直线的垂线，四个交点计算出来即为T1,T2,T1,T2。也就是说分别把基点对应的2525s和4441s代入到两个直线方程中，得到的y值即T1,T2,T1,T2。其他组亦同，最终得到表2结果。实验七：溶解热的测定一、实验目的1、掌握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
11、KNO3在水中的积分溶解热，并用作图法求KNO3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。二、实验原理1、溶解热在恒温恒压下，1摩尔溶质溶于n0摩尔溶剂中产生的热效应，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，1摩尔溶质溶于n0摩尔溶剂中产生的热效应，用Qs表示,(浓度改变)。微分溶解热?Q生的热效应,以?ns?T,p,n0在恒温恒压下，1摩尔溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产表示。冲淡热把溶剂加到溶液中使之稀释所产生的热效应。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。积分稀释热在恒温恒压下，把原
12、含1摩尔溶质及n01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时的热效应，即为某两浓度溶液的积分溶解热之差，以Qd表示。微分稀释热?Q?在恒温恒压下，1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?n0?T,p,ns表示。2.积分溶解热(QS)可由实验直接测定，其它三种热效应由QSn0曲线求得。设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为和，溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为和，对于n1摩尔溶剂和n2摩尔溶质所组成的体系而言，在溶剂和溶质未混合前当混合成溶液后因此溶解过程的热效应为式中H1为溶剂在指定浓度溶液中溶质与纯溶质摩尔焓的差。即为微分溶解热。根据积分溶解热的定义：所以在Qsn01图上，不同Qs点的
13、切线斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡热,即，该切线在纵坐标的截距OC,即为相应于该浓度溶液的微分溶解热.而在含有1摩尔溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由n02摩尔增至n01摩尔过程的积分冲淡热Qd=(Qs)n01一(Qs)n02=BGEG。图一Qsn0图图2量热器及其电路图3.、本实验是采用绝热式测温量热计，它是一个包括量热器、搅拌器、电加热器和温度计等的量热系统，装置及电路图如图2所示，因本实验测定KNO3在水中的溶解热是一个吸热过程，可用电热补偿法，即先测定体系的起始温度T，溶解过程中体系温度随吸热反应进行而降低，再用电加热法使体系升温至起始温度，根据所消耗电能求出热效应Q。Q=Pt这种方法称
14、为电热补偿法。三、仪器与药品定点式温差报警仪1台，数字式直流稳流电源1台，量热计(包括杜瓦瓶，搅拌器，加热器)1套，称量瓶8只,毛笔1支，硝酸钾(AR)。四、实验步骤1、称取硝酸钾，(已进行研磨和烘干处理)，放入干燥器中。将8个称量瓶编号。在台称上称量，依次加入约、和的硝酸钾，再至分析天平称出准确数据，把称量瓶依次放入干燥器中待用。2、在台天平上称取(来自:写论文网:熔解热的测定,实验报告)蒸馏水于杜瓦瓶内，放入磁子，拧紧瓶盖，并放到反应架上。3、打开电源开关，确保磁子旋转，仪器处于待机状态。4、把热敏电阻探头置于杜瓦瓶中，按下“状态转换”，使实验装置处于测试状态。调节加热功率为保持不变，使体系的温度高于环境左右。5、当水温升至比室温高出时，从加料口加入第一份样品。加入样品后，溶液温度很快下降，随着加热器加热，温度慢慢上升，待升至起始温度为零时，记下此时显示的时间。接着加入第二份样品，如上所述继续测定，直至八份样品全部测定完毕。6、把热功率调到最小，关闭电源开关，拆去实验装置，检查硝酸钾是否溶完，如未全溶，则必
