溶解热的测定实验操作2.1仪器药品、仪器型号及测试装置示意图保温瓶，磁力搅拌器1台，热敏电阻测温装置1套，加热器，直流稳压稳流电源，精密毫安表，秒表，容量瓶（500ml）,烧杯（1000ml）,温度计，研钵1只，称量瓶，分析天平（公用），高精度万用表（公用）KNO3（AR）團2-3-2想嫩电阻测溶解】.41毬搅样器，比出沮駆・3.加馬黠・4.拥祥管⑺池温电桥，6自动平微记录仪「Z精密安培表S.稳压电源.9热蛾电阻图1热敏电阻测溶解热装置图2.2实验条件室温：20.5°C湿度：58%大气压：992.8hPa实验操作步骤及方法要点）1搭装置，要求装置绝热性能良好量取500mL去离子水注入保温瓶中开动搅拌器用电加热方法调节水温，使之尽量接近室温，输出温度基本保持不变调节惠斯通电桥的调节旋钮，使输出温度为5度待温度基本稳定后，记录约4min3打开电源开关，设定电源输出的电压值（20V以上）和电流值（0.95A）4按下电源的“输出”按键，开始加热，温度上升至7度时（以无纸记录仪上显示的数值为准）停止加热待温度稳定后再记录一段时间5在保温瓶中加入5g研细的KNO3由于KNO3溶解吸热，温度降低，待温度稳定后再记录8min左右。
6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天平为公用，每次使用前请务必归零7按下电源的“输出”按键，开始加热，同时打开秒表计时输出电压升至多少时停止加热，应根据下次加入kno3的量估算，原则是：尽量保证环境温度处在最高温度与最低温度中间停止加热，同时停止计时，记下加热时间待温度稳定后再记录一段时间按上述步骤依次加入约6g、7g、8g、8g、7g和6gKNO3测量实验所用加热器的阻值Ro3结果与讨论3.1原始实验数据加热电流I=0.95A,加热电压U=21.7V,加热电阻R=16.73Q初始加入水的体积=500mL原始数据如下表表1原始数据记录表序号硝酸钾质量g加热时间15.3207126.69125.9365128.41336.9239159.5067.9308166.41257.9321151.31267.0205131.75376.007911.0953.2计算的数据、结果（）作2月…〜n曲线由于体系与环境之间不可避免地存在热交换,所以对实验数据进行雷诺校正,图解求吃醋加入溶质前后体系的温度T2，电加热前后体系的温度TJ、T2'o校正图如图2,结果如下表图2雷诺校正（黑线为记录的度数,红线为雷诺校正,蓝线是辅助线）表2雷诺校正结果序号T1T2T1'T2'1.053.1233.454.88927.9292.9723.3297.82537.8482.2412.6398.21748.2332.0072.4478.26058.2782.2842.6877.9998.0132.8273.2127.814.8413.513.834.814注：表中温度是相对值，数值并不等于摄氏温度值。
加热过程中产生的电热Q=I2Rt其中I，R，t分别为加热电流、加热电阻、加热时间则溶解热由下式求出T-TAH=Q-1sol—厂21根据上式计算出每次加溶质过程的Q和As对应溶质的量下表每次加入硝酸钾的质量/g结果女口101.102g/mol表3每次加入溶质的热效应序号/molQ/A,H/10.0521912.919.320.11131938.92138.030.17982408.42421.040.25832512.62690.750.33672284.62577.70.40621989.32241.80.45122.181.下面绘制A,H〜0曲线solm0n=J,其中溶剂（水）的物质的量n=500皿9998g/mL=27.7mol0nBA18.02g/molA1H=3,为加入溶质的总物质的量（不是本次加入溶质的量！）solmnB计算结果见表4、图3表4Asm%〜0列表序号s^lm00AHsalw/mol152.33.552248.736.953154.036.344107.235.72582.2535.058.1934.5834.1n0图3AH〜n图solm0（2）求一些热效应A€A€A由A=n—一，—一可知，AiH~n0图中某点切线斜率即为微分0€nn€nnsolm0稀释热，截距即为微分溶解热。
在图中找到n0为80、100、200、300、400的点，读出纵坐标即为摩尔积分溶解热AH，0solm作切线求出相应的微分稀释热、微分溶解热表5摩尔积分溶解热、微分溶解热及微分稀释热n0摩尔积分溶解热微分稀释热微分溶解热803431632410035.5824.633.1220036.736.535.4330037.092.436.37400330213648计算n从80到100的摩尔稀释热，也就是n0=100与n0=80对应的纵坐标AsOlHm的差其他几个过程的计算方法类似结果如表6表6摩尔稀释热n0变化过程摩尔稀释热80—100652100—2002316200—300936300—40010讨论分析（1）对测定数据及计算结果的分析、比较没有找到合适的文献值，下面只讨论计算结果A〜曲线是增函数、凸函数，这意味着solm① 随着减小，A,H减小随着溶质的不断加入，平均每摩尔溶质产生的热效应在solm减小② 随着增加，斜率降低，即微分稀释热减小，也就是再加入溶剂产生的热效应在减小可以想象，当溶液无限稀的时候（-8），加入溶剂不产生热效应，曲线变得完全平坦③ 对于稀释过程，变化相同的范围，越小的过程，稀释热越大，因为曲线随着变大逐渐平坦。
另外，随着增加，微分溶解热变大从量级上看，微分溶解热远大于微分稀释热，也就是向某一浓度的无限量溶液中加入溶质的热效应更明显2）对实验过程中出现的异常现象进行分析①关于雷诺校正CCHFV,A盯间rG图4雷诺校正图的绘制说明以图（a）为例进行说明：AB段为加热前的温度变化，此段温度的变化主要由于机械搅拌产生的热量，应扣除CD段为加热后的温度变化，此段温度的变化包括体系与周围环境交换的热量，应补偿将AB段延长到G，相当于如果不加热，体系也应该达到的温度（由于搅拌）；将DC段延长到H，相当于加热结束时体系应当达到的温度（如果没有传热）实际操作中，进行的是线性拟合，而不是画延长线在扣除和补回相应的温度后，得到的HG对应的温度差即为真正由于电加热引起的温度变化溶解吸热过程也是同理硝酸钾溶解吸热会使体系的温度降低因为体系与环境的温度差最小的体系，热损耗也就最少，所以实验前将环境温度设置在5度，通电加热至7度左右：因为这个质量的样品溶解吸热大概会使体系的温度降低大概4度左右，这样溶解前体系比环境高2度，溶解后体系比环境低2度，使其温差最小，热损耗最小，于是体系可以近似当作绝热系统这样做出的雷诺校正图中，对应着环境温度的E点应该基本位于HG的中点，此时的误差应是最小的。
再看图2代表环境温度的蓝线其实是逐渐上升的，而且上半部分面积与下半部分面积出现明显差异（对应着图4中的区域HCE，EGB）这样会带来较大误差当然也可以根据两部分面积相等进行雷诺校正，但本次数据处理选择的是更为直观的校正方法②实验中发现，溶解过程相当迅速，加热过程相对缓慢第一次加入溶质时，倒了一次之后发现瓶壁上残留有较多硝酸钾，于是轻敲瓶壁将其倒完结果是第一次溶解过程的曲线发生了较大抖动于是后几次加溶质时，先振荡称量瓶，迅速一次性倒入溶质，曲线看起来就很平滑不过看了其他组的记录仪，多次溶解过程都出现了抖动，推测可能是我们这台仪器比较好用3)对仪器装置、操作步骤、实验方法的改进意见本实验最大的误差来源于体系与环境的热交换、恒流源① 联想燃烧热的测定实验，使用了绝热效果很好的氧弹，而本实验只是一个带活动瓶盖的保温瓶，密封性不好而且，加样时采取打开瓶盖的步骤，增大了热交换欲使溶解热能准确侧定，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② 实验中观察大恒流源的电流有微小波动，而数据处理过程中取950毫安为电流值如果试验装置使用计算机控制技术，采用传感器收集数据，使整个实验自动化完成，则可以提高实验的精确度。
③ 本实验采用称量瓶盛样品．直按倒入，而瓶壁上往往残留有粉末严格的操作应该将样品装在蜡封样品管中，放在保温瓶中恒温，加样品时用玻璃棒戳破管底，样品溶入溶液4结论"m〜°曲线如图3°为80、100、200、300、400处的摩尔积分溶解热、微分溶解热、微分稀释热如表5，相应的四个稀释过程的摩尔稀释热如表65参考文献[1] 《物理化学实验》，清华大学化学系物理化学实验室编写组•清华大学出版社.6附录(1) 如何用本装置测定液体的比热？在绝热情况下用温度计测量容器内液体温度，然后打开电加热装置，记录加热时间，加热电流及加热电阻阻值待加热一段时间后停止加热，读取液体温度最高值多次重复上述过程并记录数据利用Q=l2Rt即可算出加热溶液所消耗的热量而Q=mc^T,以液体温度变化AT为横坐标，Q为纵坐标，进行直线拟合，结合液体质量即可求出比热c2) 如果反应是放热的如何进行实验？在量热计中装一个冷却管，放热反应结束后，通入冷水使溶液温度复原，然后再通电加热标定仪器常数3) 温度和浓度对溶解热有无影响？如何从实验温度下的溶解热计算其它温度下的溶解热？€Ah—=_m，AC，温度对溶解热有影响€Tprp,m实验结果可以看出，浓度对溶解热有影响。
在温度T时反应热已知的情况下，利用€H(T)=€H(T)+f€CdT便可算出在1rm2rm1rP,m,BT1温度为T时的反应热27收获与建议本实验用电热补偿的方法测量硝酸钾的溶解热，数据处理方法很巧妙(A.H~n0图的solm0切线斜率和截距)，值得学习实验过程较为简单，没有需要特别注意的地方感谢助教的讲解和指导！。