3溶解热测定实验报告.doc

华 南 师 范 大 学 实 验 报 告 学生姓名 学 号 专 业 化学(师范) 年级、班级 课程名称 物理化学实验 实验项目 溶解热的测定 实验类型 ：□验证□设计□综合 实验时间 年 月 日 实验指导老师 左晓希 实验评分 【实验目的】 ①设计简单量热装置测定某物质在水中的积分溶解焓。 ②复习和掌握常用的量热技术与温度测定与校正方法。 ③由作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓、微分溶解焓、微分稀释焓。 【实验原理】 溶解热，即为一定量的物质溶解于一定量的溶剂中所产生的热效应。溶解热除了与溶剂量及溶质质量有关外，还与体系所处的温度及压力有关。溶解热分为积分溶解热和微分溶解热。 积分溶解热即在等温等压条件下，1mol溶质溶解在一定量的溶剂中形成某指定浓度的溶液时焓变。也即为此溶解过程的热效应。它是溶液组成的函数，若形成溶液的浓度趋近于零，积分溶解热也趋近于一定值，称为无限稀释积分溶解热。积分溶解热是溶解时所产生的热量的总和，可由实验直接测定。 微分溶解热是等温等压下，在大量给定浓度的溶液里加入1mol溶质时所产生的热效应，它可表示为。因溶液的量很大，所以尽管加入1mol溶质，浓度仍可视为不变。微分热难以直接测量。但可通过实验，用间接的方法求得。 溶解热的测量可通过绝热测温式量热计进行，它是在绝热恒压且不做非体积功的条件下，通过测定量热系统的温度变化，而推算出该系统在等温等压下的热效应。 本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。利用1molKCl溶于200mol水中的积分溶解热数据进行量热汁的标定。当上述溶解过程在恒压绝热式量热计中进行时，可设计如下途径： 在上述途径中，△H1为KCl(s)、H2O(l)及量热计从T1等压变温至T2过程的焓变，△H2则为在T2温度下，物质的量为n1 mol的KCl(s)溶于n2 mol H2O(l)中，形成终态溶液的焓变。 因为 △H＝△H1＋△H2＝0 △H2＝﹣△H1 所以 △H1＝[ n1Cp,m(KCl,s)＋n2Cp,m(H2O,l)＋K ]×（T2－T1） △H2＝n1△solH m K ＝﹣[n1Cp,m(KCl,s)＋n2Cp,m(H2O,l)]－ ＝﹣[ m1Cp(KCl,s)＋m2Cp(H2O,l)]－ (3-8) 式中，m1、m2分别为溶解过程加入的KCl(s)和H2O(l)的质量；Cp,m为物质的恒压比热容，即单位质量的物质的等压热容；Cp(KCl,s)=0.699kJ/(kg·K)，Cp(H2O,l)=4.l84kJ/(kg·K)；M1为KCl的摩尔质最：△T=T2﹣T1，即为溶解前后系统温度的差值；△solHm为1mol KCl溶解于200mol H2O的积分溶解热，其不同温度下的积分溶解热数值见附录。通过式( 3-8)可计算量热计的K值。 本实验测定1mol KNO3溶于200mol H2O的溶解过程的积分溶解热，途径如下。 根据式(3-8)，溶解热可根据式(3-9)计算。 △solH＝﹣[ n1Cp,m(KNO3,s)＋n2Cp,m(H2O,l)＋K ]×（T2－T1） ＝﹣[ m1’Cp(KNO3,s)＋m2Cp(H2O,l)＋K ]×（T2－T1） (3-9) 摩尔溶解热 △solHm＝ （3-10） 同理：m1’、m2’分别为溶解过程加入的KNO3 (s)和H2O (1)的质量：Cp为物质的恒压比热容，即单位质量的物质的等压热容，Cp (KNO3,s)=0. 9522kJ/(kg·K)，△T= T2﹣T1，为溶解前后系统温度的差值（需经过雷诺校正），n1为所加入的KNO3的量(mol)，通过式(3-9)和式(3-10)，即可求得1mol的KNO3溶于200mol H2O的溶解过程的积分溶解热。 【仪器与试剂】 (1) 仪器 广口保温瓶 1个 磁力搅拌器 1台 1