计算机联用测定无机盐溶解热.pdfVIP

计算机联用测定无机盐溶解热 一 实验目的 1. 用量热计测定KCl 的积分溶解热。 2. 掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程 动态曲线的方法。 二 实验原理 盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程：晶格的破坏和离 子的溶剂化。前者为吸热过程，后者为放热过程。溶解热是这两种热效 应的总和。因此，盐溶解过程最终是吸热或放热，是由这两个热效应的 相对大小所决定的。 常用的积分溶解热是指等温等压下，将 1 摩尔溶质溶解于一定量溶 剂中形成一定浓度溶液的热效应。 溶解热的测定可以在具有良好绝热层的量热计中进行的。在恒压条 件下，由于量热计为绝热系统，溶解过程所吸收的热或放出的热全部由 系统温度的变化反映出来。为求KCl 溶解过程的热效应，进而求得积分 溶解热（即焓变∆H ），可以根据盖斯（Γecc ）定律将实际溶解过程设计 成两步进行，如图2-1 。 图2-1 KCl 溶解过程的图解 由图可知，恒压下焓变∆H 为两个过程焓变∆H 1 和∆H2 之和，即： ∆H ∆H 1 +∆H 2 (2-1) 因为量热计为绝热系统， QP ∆H 1 所以在t1 温度下溶解的恒压热效应∆H 为 ： ∆H ∆H K (t −t ) −K (t −t ) (2-2) 2 1 2 2 1 式中K 是量热计与KCl 水溶液所组成的系统的总热容量，(t －t )为KCl 2 1 溶解过程系统的温度变化值∆t溶解 。 设将质量为m 的KCl 溶解于一定体积的水中，KCl 的摩尔质量为M ， 则在此浓度下KCl 的积分溶解热为： ∆H ⋅M KM ∆ H − ∆t (2-3) sol m 溶解 m m K 值可由电热法求取。即在同一实验中用电加热提供一定的热量Q，测 得温升为∆t加热 ，则K ⋅∆t加热 Q 。若电热丝电阻为R ，电流强度为I ， 通电时间为τ，则： K ⋅∆t加热 I 2 Rτ (2-4) 2 I Rτ 所以 K (2-5) ∆t 加热 由于实验中搅拌操作提供了一定热量，而且系统也并不是严格绝热 的，因此在盐溶解的过程或电加热过程中都会引入微小的额外温差。为 了消除这些影响，真实的∆t溶解 与∆t加热 应用图2-2 所示的外推法求取。 图 2-2 表示电 加热过程的温度～ 时间 (t ～τ) 曲线。 AB 线和CD 线的斜 率分别表示在电加 热前后因搅拌和散 热等热交换而引起 的温度变化速率。 tB 和 tC 分别为通电开 始时的温度和通电 后的直线段的最初 温度。真实的∆t加热 必须在 tB 和 tC 间进 图2-2