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1、制药09 -1BF 硝 酸 钾 溶 解 热 的 测 定硝酸钾溶解热的测定贾 毅 （湖南理工学院化学化工学院 制药09-1BF湖南省 岳阳市 413000）【摘 要】 本实验采用绝热式测温量热计测定KNO3在溶解过程中所引起的热力学温度变化来测定其溶解热。【关键词】 溶解热 溶解吸热 硝酸钾 温度变化 热效应 【前 言】 溶解热指的是在一定温度以及压力下，一摩尔的溶质溶解在大体积的溶剂时所发出或吸收的热量。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。 本实验为KNO3在定压、不做非体积功的近似绝热体系中进行，体系的总的总焓
2、保持不变，根据热平衡，即可计算过程所涉及的热效应。【实验部分】1、实验原理1.1 本实验测定KNO3溶解在水中的积分溶解热。本实验采用绝热是测温量热计，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，采用的量热计时为一杜瓦瓶，并加以盖以减少辐射、传导、对流、蒸发等热交换。亦为本实验所用装置。电加热器为镍铬丝加热丝，装有盛有油介质的硬质玻璃管中。为使得均匀有效的搅拌，采用电磁搅拌。用数学温度计测量温度的变化。1.2 本实验测定KNO3在水中的溶解是一个吸热过程，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，再用电热补偿法使体系温度升高的过程。根据所消
3、耗的电能求出热效应Q。 1.3 相关公式： Q = I2Rt = UIt 式中：Q为热效应（J）I为通过电阻R的电流强度（A）; U为所加电压值（V）; T为通电时间（s）.2、实验仪器与试剂2.1实验仪器杜瓦瓶 数字温度计2.2实验试剂 硝酸钾（AR） 水3、实验步骤3.1 开启数字温度温差仪预热15min；3.2 将所称取的一定量的硝酸钾固体放在杜瓦瓶的加料管中； 3.3 用量筒量取500ml蒸馏水装入杜瓦瓶中，接好数字温度显示仪，放入磁石，并启动磁力搅拌器，保持60-90转/分钟的搅拌速度，加热使温度上升0.5，停止加热；3.4 待温度基本稳定后，开始记录温度，调节时间为每分钟一次，共计
4、量8次温度；3.5 打开杜瓦瓶盖，将一定量的硝酸钾固体迅速加入量热计中，盖上盖，继续搅拌，改变时间为每半分钟一次，继续记录温度。当温度不在下降而且平衡后，改变时间为每分钟一次，继续记录8个数据。 3.6 启动加热电源，在恒定电压下继续加热，继续记录温度，使得温度上升到开始温度时停止加热。记录温度一直到平衡后再记录8个温度。 3.7 关闭电源，打开盖子，清洗实验器材等 。4、实验数据及处理 4.1 常规数据记录室温：20.07 气压：101.7kpa 硝酸钾的质量：6.42g 水：500ml 电功率：2W 开始温度：20.144.2 实验数据记录 表 41 加入硝酸钾之前的数据每分钟一次1234
5、567820.7120.7120.7220.7220.7320.7320.7320.73表 42 加入硝酸钾后的数据每半分钟一次12345620.6619.7219.7319.7019.7019.70表 43 稳定之后的数据每分钟一次1234567819.7119.7219.7319.7419.7519.7519.7619.77表 44 启动电源后的数据每分钟一次1234567819.8319.9420.0320.1320.2120.2120.2220.22表 45 稳定之后的数据每分钟一次1234567820.2220.2220.2320.2320.2420.2520.2520.254.3
6、数据分析由 表 41、2、3做图由 表 43、4、5 做图4.4数据计算Te = 20.18-19.84 = 0.34 Ts = 19.65-20.45 = 0.8 = 3.229103 (-0.8)101/6.42 = -40.639 kJ/mol查表知：25时硝酸钾的溶解热是-8.28 kJ/mol，所有硝酸盐溶于水都吸热。5、结果讨论5.1 )由于杜瓦瓶并不是严格的绝热体系，因此，在盐溶解过程中体系和环境仍会有微小的热交换。5.2 实验开始时体系的设定温度比环境温度高0.5是为了体系在实验过程中能更接近绝热条件，减小热损耗。 5.3 本实验装置除测定溶解热外，还可用来测定液体的比热，水化热，生成热及液态有机物的混合热等热效应。5.4 本实验用电热补偿法测量溶解热时，整个实验过程要注意电热功率的检测准确，但实验过程中电压V则常在变化，很难得到一个准确值。本实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，则可以提高实验的准确度。参考文献1. 南京大学物理化学研究室.傅献彩 沈文霞 姚天扬 物理化学 第四版.2河北科技大学物理化学教研室编，物理化学实验，北京理工大学出版社，20053复旦大学等，物理化学实验，高等教育出版社，1993第 3 页 共 4 页
