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溶解焓的测定

溶解焓的测定. 徐州师范大学化学化工学院 物理化学教研室. 实验目的. 1. 用电热补偿法测定 KNO 3 在不同浓度水溶液中的积分溶解焓。 2. 作图法求 KNO 3 在水中的微分溶解焓、微分稀释焓、积分溶解焓。. 实验原理. 在热化学中，关于溶解过程的热效应的基本概念： 溶解焓 在恒温恒压下， n 2 摩尔溶质溶于 n 1 摩尔溶剂 ( 或溶于某浓度的溶液 ) 中产生的热效应，用 Q 表 示，溶解焓可分为积分 ( 或称变浓 ) 溶解焓和微分 ( 或称定浓 ) 溶解焓。 积分溶解焓 在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于 n 0 摩尔

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溶解焓的测定

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Presentation Transcript

  1. 溶解焓的测定 徐州师范大学化学化工学院 物理化学教研室

  2. 实验目的 1.用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的积分溶解焓。 2.作图法求KNO3在水中的微分溶解焓、微分稀释焓、积分溶解焓。

  3. 实验原理 在热化学中，关于溶解过程的热效应的基本概念： 溶解焓 在恒温恒压下，n2摩尔溶质溶于n1摩尔溶剂 (或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应，用Q表 示，溶解焓可分为积分(或称变浓)溶解焓和微分 (或称定浓)溶解焓。 积分溶解焓 在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于n0摩尔 溶剂中产生的热效应，用Qs表示。

  4. 微分溶解焓 在恒温恒压下，一摩尔溶质溶 于某一确定浓度的无限量的溶液中 产生的热效应。

  5. 稀释焓 恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度的溶液中使之稀释所产生的热效应。稀释焓也可分为积分(或变浓)稀释焓和微分(或定浓)稀释焓两种。 积分稀释焓 在恒温恒压下，把原含一摩尔溶质及n01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时的热效应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解焓之差，以Qd表示。

  6. 微分稀释焓：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加入某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。微分稀释焓：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加入某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。

  7. 以QS对n0作图，在图中，AF与BG分别为将一摩尔溶质溶于n01和n02摩尔溶剂时的积分溶解 焓QS，BE表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂，使溶剂量由n01摩尔增加到n02摩尔过 程的积分稀释焓Qd。 曲线上A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分稀释焓。切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分稀释焓。 欲求溶解过程的各种热效应，首先要测定各种浓度下的积分溶解焓，然后作图计算。

  8. BE:积分稀释焓 AF和BE：积分溶解焓 曲线上任一点斜率：微分溶解焓 微分稀释焓

  9. 测量热效应是在“量热计”中进行。量热计一般可分为两类:一类是等温量热计，如冰量热计，所测得的量为吸放热过程中冰体积的变化;另一类（本实验采用）是绝热式测温量热计，如图所示。测量热效应是在“量热计”中进行。量热计一般可分为两类:一类是等温量热计，如冰量热计，所测得的量为吸放热过程中冰体积的变化;另一类（本实验采用）是绝热式测温量热计，如图所示。 在绝热容器中测定热效应的方法有两种: (1)先测定量热系统的热容量C，再根据反应过程中温度变化ΔT与C之乘积求出热效应(此法一般用于放热反应)。 (2)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，再用电加热法使体系升温至起始温度，根据所消耗电能求出热效应Q。----本实验采用电热补偿法

  10. 量热器示意图

  11. 仪器药品 1.量热器（含加热器，磁力搅拌器）； 2.数字温度温差仪； 3.直流稳压电源; 4.秒表; 5.KNO3(化学纯)。

  12. 实验步骤 1、在台秤上称取216.2g蒸馏水于量热器中； 2、在台秤上称取2.5g\1.5g\2.5g\3.0g\3.5g\4.0g\4.0g\4.5g的硝酸钾，并对称量瓶作出1－8编号； 3、将加热器放入瓶中，接头与直流电源接好，插入温度计，打开搅拌器，打开直流电源，调节电压与电流的乘积为 2.2W左右—恒定功率。

  13. 4、待量热器中的温度加热至高于环境温度0.5~1.0度左右时，按数字温度温差计的采零键，同时将量热器加料口打开，迅速加入编号1样品，并开始计时，此时温差开始变为负温差。当温差显示为零时，迅速加入第二份样品并记下此时加热时间t，以下依次反复，直至所有样品加完测定完毕。算出溶解热（t为加热时间）Q=IVt。4、待量热器中的温度加热至高于环境温度0.5~1.0度左右时，按数字温度温差计的采零键，同时将量热器加料口打开，迅速加入编号1样品，并开始计时，此时温差开始变为负温差。当温差显示为零时，迅速加入第二份样品并记下此时加热时间t，以下依次反复，直至所有样品加完测定完毕。算出溶解热（t为加热时间）Q=IVt。

  14. 注意事项 1.实验过程中要求I、V值恒定，故应随时注意调节。 2.实验过程中切勿把秒表按停读数，直到最后方可停表。 3.固体KNO3易吸水，故称量和加样动作应迅速。固体 KNO3在实验前务必研磨成粉状。 4.量热器绝热性能与盖上各孔隙密封程度有关，实验过程 中要注意盖好，减少热损失。

  15. 数据处理 1.根据溶剂的重量和加入溶质的重量，求算溶液的浓度，以n0表示 2.按Q=IUt公式计算各次溶解过程的热效应。

  16. 3.按每次累积的浓度和累积的热量，求各浓度下溶液3.按每次累积的浓度和累积的热量，求各浓度下溶液 的 n0和QS 4.将以上数据列表并作QS—n0图，并从图中求出 n0=80，100，200，300和400处的积分溶解热和微分 冲淡热，以及n0从80→100，100→200，200→300， 300→400的积分冲淡热。

  17. 思考题 • 1. 如果反应是放热反应，应如何进行实验？ • 2. 可否用来测定液体的比热，水化热，生成热及有机物的混合热等热效应？ • 3. 温度和浓度对溶解热有何影响？如何从实验温度下的溶解热计算其它温度下的溶解热 ？

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