溶解热-国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系.doc

國立高雄應用科技大學 National Kaohsiung University of Applied Sciences 物化實驗報告 溶解熱測定 班級:四化材三甲 姓名:林承佑 學號:1100101112 組別:第三組 指導老師:吳瑞泰、何宗漢 目錄 一、實驗目的…………P1 二、相關知識…………P1 三、實驗步驟…………P7 四、儀器及藥品………P9 五、參考資料…………P9 實驗目的 ?瞭解溶解熱的定義及其測定方法。熟悉利用量熱器測定物質的溶解熱之原理。瞭解量熱器水當量的定義及測定方法。認識溶解熱與稀釋熱的不同。認識由溶解熱溫度曲線判定反應熱係放熱或吸熱反應。熟悉由化工手冊查出物質的比熱。瞭解莫爾溶解熱的計算方法。摩爾的溶質溶解在大體積的溶劑時所發出或吸收的熱量。在等壓狀態下，溶解熱等同於焓值的變化，因此也被稱為溶解焓。 溶質的量為1摩爾時的溶解熱叫做摩爾溶解熱。 由於在純溶劑中或某一濃度的溶液中溶解相同物質的溶質嚴格說其溶解熱是不一樣的： 在保持濃度不變的條件下，大量溶液在溶解1摩爾溶質是的熱效應稱為微分溶解熱(differential heat of solution) 由某一濃度c1加入1摩爾溶質使濃度變為c2的熱效應稱為積分溶解熱(integral heat of solution) 在溶液中加入純溶劑所引起的熱效應稱為稀釋熱(w:heat of dilution)。稀釋熱也可分為積分稀釋熱和微分稀釋熱。 溶解熱對研究溶液性質和化工生產均有指導作用。 溶解熱：物質溶解於溶劑過程的熱效應，有積分溶解熱和微分溶解熱兩種。積分溶解熱：指定溫定壓下把1mol 物質溶解在n0 mol 溶劑中時所產生的熱效應。由於在溶解過程中濃度不斷改變，因此又稱為變濃溶解熱，以Qs 表示。微分溶解熱：指在定溫定壓下把1mol物質溶解在無限量某一定濃度溶液中所產生的熱效應。在溶解過程中濃度可視為不變，因此又稱為定濃溶解熱，以表示（定溫，定壓，定濃狀態下，由微小的溶質增量所引起的熱量變化）。沖淡熱：又稱稀釋熱。把溶劑加到溶液中使之稀釋，在稀釋過程中的熱效應稱為沖淡熱。它也有積分（或變濃）沖淡熱和微分（或定濃）沖淡熱兩種。積分沖淡熱：在定溫定壓下把原為含1mol 溶質和n01 mol 溶劑的溶液沖淡到含有n02 mol 溶劑時的熱效應。它為兩濃度的積分溶解熱之差。以 Qd 表示。微分沖淡熱：1mol 溶劑加到某一濃度的無限量溶液中所產生的熱效應，以表示（定溫，定壓，定溶質狀態下，由微小溶劑增量所引起的熱量變化）。積分溶解熱的大小與濃度有關，而且不具備線性關係。積分溶解熱由實驗測定，在測定時可畫出一條積分溶解熱Qs 與溶劑濃度n0 之間的關係曲線。其它三種熱效應由 Qs～n0 曲線求得。溶解過程的焓變為：ΔH = H - H = n1ΔH1 + n2ΔH2式中的n1ΔH1 為溶劑在指定濃度溶液中溶質與純溶質摩爾焓的差，即為微分溶解熱。由於積分溶解熱為：（偏微分）。該切線在縱坐標上的截矩，即為該濃度溶液的微分溶解熱。在兩個濃度之間積分溶解熱的差值，就是積分沖淡熱。硝酸鉀在水中溶解過程是個吸熱過程，一定量的硝酸鉀溶解在水中會使得水的溫度下降。用一個電熱絲對溶液進行加熱，在溫度回到加入硝酸鉀前原來溫度值時，這段時間所消耗的電能為：Q = I 2 R t = I V t單位為焦。這個電能即等於要測定的積分溶解熱。 氯化鉀： （化學式：KCl），鹽酸鹽的一種，白色結晶或結晶性粉末，易溶於水和甘油，難溶於醇，不溶於醚和丙酮。 酒精溫度計： 酒精溫度計由玻璃製成包含酒精球及酒精柱的溫度計。體溫計之酒精受熱膨脹。酒精柱升高的度數依受熱程度而定，可量度的溫度由-115℃至110℃。酒溫度計相對水銀溫度計來說，對溫度變化的反應較慢。酒溫度計通常用於量度人體體溫(酒精體溫計)，天氣記錄和測量實驗室室溫使用，還有調酒專用的調酒溫度計。 貝克曼溫度計： 貝克曼(Beckmann)溫度計為特殊內封型水銀溫度計，使用於測定微小之溫度差，而非測定實際溫度。貝克曼(Beckmann)溫度計分為測定溫度上升型與溫度下降型兩種，本實驗所使用者為溫度上升型貝克曼溫度計，以測定水浴溫度上升量與燃料熱值。一般在貝克曼溫度計上之刻度有六個大刻度，每一大刻度代表1之溫度差。每一大刻度又細分為100等分，因此每一小刻度代表0.01之溫度差。藉由放大鏡判讀水銀柱液面位置，可以讀至0.001。讀取刻度時，應注意視線和水銀需保持水平，並以水銀凸球頂端為讀取目標。(一)貝克曼溫度計調整 同上，操作溫度是室溫下水的溫度(設定溫度=操作溫度+5.5) (二)測定熱水當量(以一般酒精溫度計進行): 1.在量熱器內杯放入質量m1(量熱氣體積2/5，低於