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反應熱之測定

反應熱之測定. 基礎化學實驗. 反應熱之測定. 目的 ： 使用 自製的卡計，測量固體溶解過程中熱量變化 。 原理： 利用日常物品保麗龍杯裝置一個簡單的 " 卡 計 “ 卡計本身亦會吸收反應所產生的熱 量 卡計的熱容 量： 使卡 計溫度升高或降低 1℃ 所 須吸收或放出的熱量。. 卡計熱容量 (C) 測量. 定量熱水加入卡計內的定量冷水中 ： Q1( 熱水放出的熱量 ) ＝ Q2 ( 冷水吸收的熱量 ) + Q3( 卡計吸收的熱量 )

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Presentation Transcript

  1. 反應熱之測定 基礎化學實驗

  2. 反應熱之測定 • 目的：使用自製的卡計，測量固體溶解過程中熱量變化。 • 原理： • 利用日常物品保麗龍杯裝置一個簡單的"卡計“ • 卡計本身亦會吸收反應所產生的熱量 • 卡計的熱容量：使卡計溫度升高或降低1℃所須吸收或放出的熱量。

  3. 卡計熱容量(C)測量 • 定量熱水加入卡計內的定量冷水中： • Q1(熱水放出的熱量)＝Q2(冷水吸收的熱量) + Q3(卡計吸收的熱量) • (m熱水×S×T降)＝ (m冷水×S×T升+ C卡計×T升)C：卡計熱容量（cal/℃）

  4. 硝酸銨溶解熱的測定 • 定量NH4NO3加入卡計內的定量冷水中 • Q1(NH4NO3溶解吸收的熱量)＝Q2(水放出的熱量) + Q3(卡計放出的熱量) • H溶解＝m水×S×T降+ C卡計×T降

  5. 儀器與材料 • 保利龍杯 (1個) • 杯蓋 (1個) • 溫度計 • 燒杯(250 mL) • 量筒 (50 mL) • 硝酸銨 ( NH4NO3 )

  6. 實驗步驟 • 卡計熱容量測定： • 將兩個保麗龍杯洗淨擦乾後，套疊放在250 mL燒杯中，裝置一卡計。 • 量取50.0 mL蒸餾水加入卡計中，靜置約3 分鐘，使水與卡計達到溫度平衡，以溫度計測量及記錄水溫，讀記到小數點下一位。

  7. 實驗步驟 • 卡計熱容量測定： • 以50 mL量筒量取50.0 mL的熱水（水溫以比冷水高約10～15 ℃較適宜），讓熱水在量筒中靜置約3 分鐘，使水與量筒達到溫度平衡後，再測量記錄水溫，然後迅速將熱水全部倒入盛裝冷水的卡計中。 • 蓋好杯蓋並插回溫度計，以手搖動杯子的方式使冷熱水混合並達溫度平衡，記錄此溫度。

  8. 實驗步驟 • 卡計熱容量測定： • 計算卡計的熱容量，算完給老師看。（假設所有水溶液之密度及比熱均與水相同，分別為1.0 g/mL及1 cal/g℃）

  9. 實驗步驟 • 硝酸銨溶解熱的測定 • 將溫度計與保麗龍杯洗淨擦乾。 • 在卡計中加入50.0 mL蒸餾水，靜置約3分鐘，使水與卡計達到溫度平衡後，測量記錄水溫。 • 稱取約4 g 的NH4NO3(s)，記錄精確重量，然後全部加入於卡計中。

  10. 實驗步驟 • 硝酸銨溶解熱的測定 • 蓋好杯蓋並插回溫度計後，以手搖動杯子的方式，使二者均勻混合；混合反應期間持續觀察溫度變化，每隔15 或30 秒記錄溫度一次，若為放熱反應則以最高溫，若為吸熱反應則以最低溫為反應平衡溫度。

  11. 實驗步驟 • 硝酸銨溶解熱的測定 • 計算NH4NO3的莫耳溶解熱，填寫結果報告繳交給老師。（一組交一份即可）

  12. 注意事項 • 不一定需要準確量取50.0 mL水溶液，但必須確實記錄量取的體積才能代入上列各算式。 • 固體反應物：NH4NO3(s), Mg(s), MgO(s)，要充分混合搖動溶液使反應完全，否則實驗誤差很大 • 本實驗所有液體之密度與比熱均假設為1.0

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