溶解熱的测定(KNO3溶解热的测定).docVIP

KNO3溶解热的测定 一、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热。 2.用作图法求KNO3在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。 1.复习溶解过程热效应的几个基本概念。 2.掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。 3.了解如何从实验所得数据求KNO3的积分溶解热及其它三种热效应。 4.了解影响本实验结果的因素有那些。 1.在热化学中，关于溶解过程的热效应，引进下列几个基本概念。 在恒温恒压下，摩尔溶质溶于摩尔溶剂或溶于某浓度的溶液中产生的热效应，用表示，溶解热可分为积分或称变浓溶解热和微分或称定浓溶解热。 在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于摩尔溶剂中产生的热效应，用表示。 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，以表示，简写为。 在恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度的溶液中使之冲淡所产生的热效应。冲淡热也可分为积分或变浓冲淡热和微分或定浓冲淡热两种。 在恒温恒压下，把原含一摩尔溶质及摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为时的热效应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之差，以表示。 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，以表示，简写为。 积分溶解热)可由实验直接测定，其它三种热效应则通过曲线求得。 设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为和当溶质溶解于溶剂变成溶液后，在溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为和，对于由摩尔溶剂和摩尔溶质组成的体系，在溶解前体系总焓为H。 设溶液的焓为H′，?????????????? ? ( 2 ) 因此溶解过程热效应为 ???? ?????????( 3 ) ????????????????????????????????????????????? 式中，为微分冲淡热，为微分溶解热。根据上述定义，积分溶解热为 （） 在恒压条件下，，对进行全微分 （） 上式在比值 恒定下积分，得 （） 全式以除之 ????????? （）因????????????? （） 则?????? （） 将(8)、(9)代入(7)得: ???????????? (10） 对比(3)与(6)或(4)与(10)式, 可表示为 　 以对作图，可得图Ⅲ-2-1的曲线关系。 在图Ⅲ-2-1中，AF与BG分别为将一摩尔溶质溶于和摩尔溶剂时的积分溶解热，BE表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂，使溶剂量由摩尔增加到摩尔过程的积分冲淡热。 图Ⅲ-2-1中曲线A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分冲淡热。 切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分溶解热。 由图Ⅲ-2-1可见，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热，然后作图计算。 温度计搅拌器杜瓦瓶加样漏斗加热器。测量热效应是在量热计中进行。量热计的类型很多，分类方法也不统一，按传热介质分有固体或液体量热计，按工作温度的范围分有高温和低温量热计等。一般可分为两类一类是等温量热计，其本身温度在量热过程中始终不变，所测得的量为体积的变化，如冰量热计等另一类是经常采用的测温量热计，它本身的温度在量热过程中会改变，通过测量温度的变化进行量热，这种量热计又可以是外壳等温或绝热式的等。本实验是采用绝热式测温量热计，它是一个包括量热器、搅拌器、电加热器和温度计等的量热系统，如图Ⅲ所示量热计直径为、容量为的杜瓦瓶，并加盖以减少辐射、传导、对流、蒸发等热交换。电加热器是用直径为的镍铬丝，其电阻约为，装在盛有油介质的硬质薄玻璃管中，玻璃管弯成环形，加热电流一般控制在～。为使均匀有效地搅拌，用电动搅拌器，也可按捏长短不等的两支滴管使溶液混合均匀。用温度计测量温度变化。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，再根据反应过程中温度变化与之乘积求出热效应此法一般用于放热反应。 先测定体系的起始温度，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。 式中，为通过电阻为的电热器的电流强度为电阻丝两端所加电压为通电时间这种方法称为电热补偿法。 本实验采用电热补偿法，测定在水溶液中的积分溶解热，并通过图解法求出其它三种热效应。 四、仪器药品 仪器 1套; 直流稳压电源(1A，0V～30V)1台; 温度计1; 秒表1只; 200ml容量瓶1个； 称量瓶(25mm×25mm) 8只; 干燥器1只; 研钵1个。 药品 纯。 五、实验步骤 1.? 稳压电源使用前在空载条件下先通电