基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定.docVIP

宁 波 工 程 学 院 物理化学实验报告 专业班级 姓名 序号 同组姓名 指导老师 实验日期 2012.3.16 实验名称 实验三 氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定 实验目的 掌握测定平衡常数的一种方法。 用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力并计算分解反应的有关热力学常数。氨基甲酸铵的分解可用下式表示： Kp=P2 NH3 ×P CO2 （3-1）p，则： PNH3=，PCO2= (3-2)温度对平衡常数的 (3-3) 式中，为该反应的标准摩尔反应焓，R为摩尔气体常数，C为积分常数。根据式（3-3），只要测出几个不同温度下的，以对1/T作图，所得直线的斜率即为，由此可求得实验温度范围内的。利用如下热力学关系式还可以计算反应的标准摩尔吉氏函数变化和标准摩尔熵变： 3-4) (3-5) 三、实验仪器和试剂 仪器：循环水泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽一套，样品管 试剂：氨基甲酸铵，液体石蜡。 等压法测氨基甲酸铵分解压装置图1 读出大气压和室温。2 恒温槽中加水至没过样品管和等压计，打开恒温水浴开关，设定温度为25℃，将真空测压仪置零。3 旋转活塞11，抽吸大约1分钟，把样品管中的空气抽走，然后关闭活塞11。慢慢旋转活塞13，慢慢放入空气进入体系，使U型等压计液面水平（注意：切不可使空气进入过快，避免空气进入样品管）。若1分钟内保持液面水平不变，记下低真空测压仪的读数，0.1kpa之内，则可改变温度，继续进行实验；若第二次结果偏差较大，说明第一次空气没有抽净，应在重复一次。若平衡保持不住，可检查是否有漏气的地方。4 打开恒温槽上的设置开关，设置温度比上一个温度高5℃。测定方法同上，共做25℃、30℃、35℃、40℃、45℃，5组。5 当5组数测完后，关闭活塞13，使活塞12与样品管断开防止液体倒吸保护剩余的氨基甲酸铵。将测压仪的NH3和CO2抽净，关闭活塞11，使活塞10放空后方可关泵。/kPa 大气压（试验后）/kPa 数值 16.9 101．38 101.46 16.9 101.42 表二： t/℃ 1/T (K-1) 真空度ΔP(KPa) 分解压P/(KPa) KpΘ lnKpΘ 25 0.00335 -89.51 11.91 2.41×10-4 -8.33 30 0.00330 -84.85 16.57 6.48×10-4 -7.34 35 0.00325 -77.99 23.43 1.83×10-3 -6.25 40 0.00319 -68.54 32.88 5.06×10-3 -5.29 45 0.00314 -55.80 45.62 1.35×10-2 -4.31 lnKpΘ对1/T (K-1)曲线图 (1) 所得直线的斜率B=-19010.66856截距A=55.40463即=-19010.66856所以△rHmΘ=158.05 kJ/mol25℃氨基甲酸铵分解的△rHm Θ=159.32kJ/mol 相对误差=（测量值-真实值）/真实值=(158.05-159.32)/ 159.32×100%=-0.80% (2) 计算25℃时的△rGmΘ（3-4）可求出△rGmΘ； 已知25℃时T=298.15K，ln KpΘ=-8.33△rGmΘ=-8.314 ×298.15×(-8.33)=20.649 kJ/mol 同理可得： 30℃时△rGmΘ=18.500 kJ/mol 35℃时△rGmΘ=16.012 kJ/mol 40℃时△rGmΘ=13.773 kJ/mol 45℃时△rGmΘ=11.400 kJ/mol (3) 计算△rSmΘ 根据式（3-5），25℃时 T=298.15K △rHmΘ=158.05 kJ/mol； =（158.05-20.649)/ 298.15=460.85 J/mol?K 30℃时△rSmΘ=460.33 J/mol?K 35℃时△rSmΘ=460.94 J/mol?K 40℃时，△rSmΘ=460.73 J/mol?K 45℃时△rSmΘ=460.95 J/mol?K 六、结果与讨论 结果： △rHmΘ kJ/mol △rGmΘ kJ/mol △rSmΘ J/mol?K △rHmΘ相对误差 25℃ 158.05 20.649 460.85 -0.80% 30℃ 18.500 460.33 35℃ 16.012 460.94 40℃ 13.773 460.73 45℃ 11.400 460.95 由于石蜡粘