华南师大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 溶解热的测定[ 实验目的 ]1 ．用量热计简单测定硝酸钾在水中的溶解热2 ．掌握贝克曼温度计的调节和使用[ 实验原理 ]盐类的溶解往往同时进行着两个过程：一是晶格破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，为放热过程溶解热是这两种热效应的总和最终是吸热还是放热，则由这两种热效应的相对大小来决定本实验在定压、不做非体积功的绝热体系中进行时，体系的总焓保持不变，根据热平衡，即可计算过程所涉与的热效应11 / 11sol H mM （[ W1W1C1W2 C2）C3 ] T（3.1 ）– 1式中: SolHm 为盐在溶液温度和浓度下的积分溶解热，单位： kJmo1 ；W1 为溶质的质量，单位： kg；T 为溶解过程的真实温差，单位： K；W2 为水的质量，单位： kg；– 1M 为溶质的摩尔质量，单位： kgmo1 ；C1、C2分别为 溶 质和 水的 比 热， 单 位：kJ kg 1 K 1 ；C3 为量热计的热容 ( 指除溶液外 , 使体系温度升高所需要的热量 ) ，单位： kJ图 3.1 溶解热测定装配图 1 ℃1.磁力搅拌器； 2.搅拌磁子；3.杜瓦瓶； 4.漏斗； 5.传感器；6. SWC— IIC 数字贝克曼温度仪．实验测得 W1、W2、Δ T 与量热计的热容后，即可按 (3.1) 式算出熔解热[ 仪器与药品 ]Sol H m 。
溶解热测量装置一套（如图 3.1 所示）；500ml 量筒一个；KCl(A.R.) ；KNO3(A.R.)[ 实验步骤 ]1. 量热计热容的测定：本实验采用氯化钾在水中的溶解热来标定量热计热容 C3 为此，先在干净的量热计中装入 500m1蒸馏水，将与贝克曼温度计接好的传感器插入量热计中，放在磁力搅拌器上， 启动搅拌器 , 保持 60－ 90 转／分钟的搅拌速度， 此时，数字显示应在室温附近，至温度变化基本稳定后，每分钟准确记录读数一次，连续 8 次后，打开量热计盖，立即将称量好的 10 克氯化钾 ( 准确至 0.01 克) 迅速加入量热计中，盖上盖，继续搅拌， 每分钟记录一次读数， 读取 12 次即可停止然后用普通水银温度计测出量热计中溶液的温度，倒掉溶液2. 硝酸钾溶解热的测定： 用硝酸钾代替氯化钾重复上述实验， 区别是称取硝酸钾的质量为 7 克( 准确至 0.01g) 完成一次实验后，溶液不倒掉同样连续读数 8 次后， 再向溶液中加入 7 克硝酸钾， 再读取 12 次温度完成第二次测量 实验完毕， 倒掉溶液[ 数据的处理 ]1. 各样品溶解前后温差的雷诺校正图Δ T＝T2－ T1＝ 19.4133 － 20.5135 ＝－ 1.1002 ℃Δ T＝T2－ T1＝ 20.2023 － 20.9294 ＝－ 0.7271 ℃Δ T＝T2－ T1＝ 19.5193 － 20.4591 ＝－ 0.9498 ℃Δ T＝T2－ T1＝ 19.0872 － 20.1553 ＝－ 1.0681 ℃Δ T＝ T2－ T1＝ 18.5848 － 19.9837 ＝－ 1.3989 ℃Δ T＝T2－ T1＝ 18.2813 － 20.3839 ＝－ 2.1026 ℃Δ T＝T2－ T1＝ 16.8651 － 20.9383 ＝－ 4.0732 ℃2. 样品质量KCl KNO3600:1 500:1 400:1 300:1 200:1 100:1空称量纸0.29450.28700.20070.27370.28290.28090.2817纸+样品4.43762.16032.46603.08264.02515.898211.5174纸+剩余样品0.29460.28730.20580.27380.32750.28090.2817实际加入质量4.14301.87302.26022.80883.69765.617311.2357文献值：不同温度下的 KCl 在水中的溶解热t/ ℃Δsol Hm/kJt/ ℃Δsol Hm/kJt/ ℃Δsol Hm/kJ1019.8951718.7652417.7031119.7951818.6022517.5561219.6231918.4432617.4141319.5982018.2972717.2721419.2762118.1462817.1381519.1002217.9952917.0041618.9332317.682实验测得的温度为： 17.9 ℃，则选取 18℃的Δ sol Hm/kJ ＝ 18.602 kJ/mol3. 结果计算①计算量热计的热容K [m1 C p (KCl, s)m 2 C(H2 O ,l)]m 1 sol H mM 1 T4.143010 30.69920010 34.1844.143074.5518.6021.10020.09993kJ/K②计算硝酸钾在水中溶解的溶解焓根据公式：sol H m[m 1’/Cp(KNO3 , s)m / C(H2 O ,l) K]/ / M2TT2 1 m’/m 1 0.952220010 34.1840.0993/ /T2 T11101.10 m1③绘制Δ sol Hm— n0 曲线n水3根据公式： n 0m水 / M 水m水 M KNO200g 101.10g/mol3各浓度的 n0 值。
3333n KNOmKNO / M KNOm KNO M 水18g / molmKNOKNO3600:1500:1400:1300:1200:1100:1加入质量（ g）1.87302.26022.80883.69765.617311.2357n0599.7508497.0062399.9335303.8007199.977499.9789校正后温差 －0.7271 －0.9498 －1.0681 － 1.3989 －2.1026 －4.0732溶解焓 Δsol Hm（ kJ/mol ） 36.8092 36.6286 36.0914 35.9394 35.6268 34.7012在 Excel 中绘制 Δsol H~n0 关系曲线，并使用多种类型的函数对曲线拟合得曲线方程使用二项式函数拟合的Δ sol Hm—n0曲线3736.5Hlm 36o sΔ 35.5-6 2y = -5 10^ x+ 0.0074x + 34.12935 R2 = 0.963434.50 100 200 300 400 500 600 700n0使用指数函数拟合的Δ sol Hm—n0曲线37.537Hm 36.5lso 36Δ35.5y = 34.604e0.0001x3534.5R2 = 0.92740 100 200 300 400 500 600 700n0使用乘幂函数拟合的Δ sol Hm—n0曲线3736.5Hlm 36o sΔ 35.5y = 30.01x 0.0317235 R= 0.97734.50 100 200 300 400 500 600 700n0使用对数函数拟合的Δ sol Hm—n0曲线3736.5Hmol 36sΔ 35.535y = 1.1335 ln(x) + 29.502R2 = 0.976334.50 100 200 300 400 500 600 700n0对比上面四种（二项式、指数、乘幂、对数）拟合曲线图，使用对数函数拟合出的Δ sol Hm—n0曲线最为理想，故拟合得曲线方程为：Y=1.1335 ln(x)+29.502R 2 =0.97634. 积分熔解焓，积分稀释焓，微分熔解焓，微分稀释焓的求算①将 n0=100、200、300、400、500、600 代入 3 中的曲线方程，求出溶液在这几点处的积分溶解焓。
n0100200300400500600Δsol Hm（KJ/mol ）34.722035.507635.967236.293336.546336.7529n0100200300400500600微分稀释焓（ KJ/mol ）0.0113350.0056680.0037780.0028340.0022670.001889n0100200300400500600微分溶解焓（ KJ/mol ）33.588534.37。
