物化實(shí)驗(yàn)報(bào)告-溶解熱的測定

溶解熱測定(物化試驗(yàn)得好好做)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、設(shè)計(jì)簡單量熱計(jì)測定某物質(zhì)在水中的積分溶解焰。2、復(fù)習(xí)和掌握常用的量熱技術(shù)與測溫方法。3、由作圖法求出該物質(zhì)在水中的摩爾稀釋焰、微分溶解熔、微分稀釋烙。二、實(shí)驗(yàn)原理溶解熱，即為一定量的物質(zhì)溶于一定量的溶劑中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。溶解熱除了與溶劑量及溶質(zhì)量有關(guān)外，還與體系所處的溫度及壓力有關(guān)。溶解熱分為積分溶解熱和微分溶解熱。積分溶解熱即在等溫等壓條件下，Imol溶質(zhì)溶解在一定量的溶劑中形成某指定濃度的溶液時(shí)的焰變。也即為此溶解過程的熱效應(yīng)。它是溶液組成的函數(shù)，若形成溶液的濃度趨近于零，積分溶解熱也趨近于一定值，稱為無限稀釋積分溶解熱。積分溶解熱是溶解時(shí)所產(chǎn)生的熱量的總和，可由實(shí)驗(yàn)直接測定。微分溶解熱即在等溫等壓下，在大量給定濃度的溶液里加入一摩爾溶質(zhì)時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，它可表示為(3AsolH/3nB)T、P、nA,因溶液的量很大，所以盡管加入一摩爾溶質(zhì)，濃度仍可視為不變。微分熱難以直接測量，但可通過實(shí)驗(yàn)，用間接的方法求得。溶解熱的測量可通過絕熱測溫式量熱計(jì)進(jìn)行，它是在絕熱恒壓不作非體積功的條件下，通過測定量熱系統(tǒng)的溫度變化，而推算出該系統(tǒng)在等溫等壓下的熱效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法進(jìn)行量熱計(jì)能當(dāng)量的標(biāo)定。利用ImolKCl溶于200moi水中的積分溶解熱數(shù)據(jù)進(jìn)行量熱計(jì)的標(biāo)定。當(dāng)上述溶解過程在恒壓絕熱式量熱計(jì)中進(jìn)行時(shí)，可設(shè)計(jì)以下途徑完成：上述途徑中：=△Hl+ZkH2=0一△H2=-△H1Hl=[nlCp,m(KCL,S)+n2Cp,m(H2O,1)+K]x(T2-T1)H2=nlAsolHmK=-[nlCp,m(KCL,S)+n2Cp,m(H2O,1)+(nlAsolHm)/(T2-T1)]=-[mlCp(KCL,S)+m2Cp(H2O,1)+(mlAsolHm)/(Ml△T)]式中ml 、m2分別為溶解過程加入的KC1(S)和H20(1)的質(zhì)量；Cp,m為物質(zhì)的恒壓比熱容，既單位質(zhì)量的物質(zhì)的等壓熱容，Cp(KC1,S)=0.699kJ/(kg-K),Cp(H2O,1)= 4.184kJ/(kg.K)；Ml為KC1的摩爾質(zhì)量，△T=(T2?T1)即為溶解前后系統(tǒng)溫度的差值；AsolHm為ImolKCl溶解于200molH2O的積分溶解熱，其不同溫度下的積分溶解熱數(shù)值見附錄。通過公式式可計(jì)算量熱計(jì)的K值。本實(shí)驗(yàn)測定Imol的KNO3溶于200moi的H2O的溶解過程的積分溶解熱，途徑如下AsolH=-[nlCp,m(KNO3,S)+n2Cp,m(H2O,1)+K]x(T2-T1)=-[mlCp(KNO3,S)+m2Cp(H2O,1)+K]x(T2-T1)摩爾溶解熱AsolHm=AsolH/nl同理ml,m2 ：分別為溶解過程加入的KNO3(S)和H2O(1)的質(zhì)量；Cp物質(zhì)的恒壓比熱容，既單位質(zhì)量的物質(zhì)的等壓熱容,Cp(KNO3,S)=0.9522KJ.Kg-l.K-l,AT =(T2-T1 )：溶解前后系統(tǒng)溫度的差值(需經(jīng)過雷諾校正)；nl：所加入的KNO3摩爾數(shù)通過公式，既可求得Imol的KNO3溶于200moi的H2O的溶解過程的積分溶解熱。3、儀器與試劑1、儀器：廣口保溫瓶、磁力攪拌器、貝克曼溫度計(jì)、1/10C溫度計(jì)、容量瓶(200ml)>停表(1個(gè))2、試劑:氯化鉀(分析純)、硝酸鉀(分析純)四、實(shí)驗(yàn)步驟L量熱計(jì)的標(biāo)定(1)在稱量瓶中準(zhǔn)確稱取4.1413克的KC1,并記下裝有KCL的稱量瓶的總重量。⑵用容量瓶準(zhǔn)確量取200mL室溫下的蒸偏水(密度為p=lKg.dm-3),倒入廣口保溫杯中。⑶按圖3-1所示，組裝好簡單絕熱測溫式量熱計(jì)，并調(diào)節(jié)好貝克曼溫度計(jì)。(4)開動磁力攪拌器,保持一定的攪拌速率，觀察貝克曼溫度計(jì)讀數(shù)的變化,待溫度變化率基本穩(wěn)定后（既單位時(shí)間溫度的變化值基本相同）后，每隔一分鐘記錄一次溫度，連續(xù)記錄六次,作為溶解的前期溫度。（5）打開量熱計(jì)蓋子，將稱好的KC1迅速倒入量熱計(jì)并蓋好蓋子，保持與溶解前相同的攪拌速率，繼續(xù)每分鐘記錄一次溫度，直到溫度不再變化時(shí)，再連續(xù)記錄六個(gè)溫度變化率穩(wěn)定的點(diǎn)，此六個(gè)點(diǎn)作為溶解的后期溫度。（6）讀取1/10C溫度計(jì)的讀數(shù)，根據(jù)此溫度從附表中查出相應(yīng)的KCL的積分溶解熱。（7）稱量已倒出KC1的空稱量瓶質(zhì)量，準(zhǔn)確計(jì)算已溶解的KCL的質(zhì)量。2、KN03積分溶解熱的測定（1）在稱量瓶中準(zhǔn)確稱取5.6161克的KN03,并記下裝KN03的稱量瓶的總重量。（2） 用容量瓶準(zhǔn)確量取200mL室溫下的蒸儲水（密度p=lKg.dm-3）,倒如廣口保溫杯中,以下操作按上述中的（4）、（5）、（7）o5、數(shù)據(jù)記錄室溫:2L00°C大氣壓:101.63Kpa氯化鉀（第一次）m=4.l635gt=21.00℃t/min123456789101112T/℃22.32222.40422.42022.43622.45222.45522.46722.45522.43422.15121.84821.529t/min131415161718192021222324T/℃21.42821.38221.36921.36721.37421.38021.38521.39321.400氯化鉀（第二次）m=4.1713gt=20.05℃t/min123456789101112T/℃22.83922.88322.89122.90222.91322.92422.92422.88422.74022.53922.34922.144t/min131415161718192021222324T/℃22.03321.97721.91921.85221.83121.81721.81421.81521.81821.82121.824氯化鉀（第三次）m=4.1400gt=20.09C°t/min1234567891011T/℃22.12622.39322.39922.40522.41222.41822.42022.222.27721.74121.532t/min1213141516171819202122硝酸鉀（第一次）m=5.6281gt=20.20C°t/min1234567891011T/℃22.37722.42022.44322.46622.48622.50722.44422.23421.92021.32920.942t/min1213141516171819202122T/℃20.65420.55120.48920.42420.40320.39820.40920.41520.42020.42420.427不肖酸$甲（第二次）m=5.6237gt=20.04C°t/min1234567891011T/℃22.85422.85522.85522.85722.86022.86322.83022.46121.71521.35221.044t/min1213141516171819202122T/℃20.87920.78520.72620.72020.71520.71820.72020.72620.729硝酸鉀（第三次）m=5.6170gt=22.10C°t/min1234567891011T/℃22.71122.73122.73622.74322.75022.75922.76422.52521.92321.43621.050t/min1213141516171819202122T/℃20.86220.76620.65220.63020.62920.63320.63620.64720.65120.65420.65721.4 21.3T/℃

73 7521.33121.31721.31421.31621.321.321.4 21.3T/℃

73 7521.33121.31721.31421.31621.321.321.321.3182023246、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算1、 雷諾校正:⑴⑵氯化鉀（第一次）:111二4.163581=21.00（3。氯化鉀（第二次）3二4.17138丁=20.05（3?！餍Ｕ?△T=?1?162C。校正后:T=?1?178C。⑶⑷氯化鉀（第三次）：171二4.14008T=20.09（2。硝酸鉀（第一次）：m=5.6281gT=20.20C°校正后：△丁=1.150（：。校正后:AT=-2.234C°硝酸鉀(第二次)：0^5.62378T=20.04(3。硝酸鉀(第三次):m=5.6170gT=22.10C°校正后：△T=?2.175C。校正后:AT=2.285C°2、量熱計(jì)的K值計(jì)算由圖彳導(dǎo)：氯化鉀(DAT=-L162CO(2)4T=-L178CO(3)4T=?1.150C。分別代入K=-[miCp(KCI,S)+m2cp(H20,I)]+(miAsoIHm)/(MiAT)求得;Ki=0.0347kJ/KK2=0.0432kJ/KK3=0.0370kJ/K取平均值：K=0.0383kJ/K3、lmol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解過程的積分溶解熱AsolH=-[nlCp,m（KNO3,S）+n2Cp,m（H2O,I）+K]x（T2-Tl）=-[mlCp(KNO3,S)+m2Cp(H20,I)+K]x(T2-Tl)AsolHm=AsolH/nlIm><1^522?2<K>xlO5x4,184*0.0382I/./lx°分別代入求得：△Hmi=35.31(kJ/mol)△Hm2=34.42(kJ/mol)AHm3=34.97(kJ/mol)取平均值得:Z\Hm=34.90(kJ/mol)參考文獻(xiàn)值:Z\Hm=34.73(kJ/mol)相對誤差為049%七、分析與討論1、誤差來源分析：(1)本次實(shí)驗(yàn)中，在加入樣品進(jìn)行量熱后，由于溫度下降速度較快，溫度讀數(shù)往往來不及,導(dǎo)致部分讀數(shù)點(diǎn)缺失或有偏差，在進(jìn)行雷諾校正時(shí)難以做出平滑曲線。(2)由于單次實(shí)驗(yàn)的溫度并不完全一致，在不同溫度下樣品的溶解速率有差別。(3)實(shí)驗(yàn)儀器，保溫瓶的絕熱性能一般，兼之樣品為開蓋式加熱，不可避免有較多的熱交換，因此溫度差值偏小。(4)實(shí)驗(yàn)為了加速溶解充分，使用了磁子攪拌器，屬于機(jī)械攪拌。在此過程中會時(shí)保溫瓶內(nèi)溫度會不斷升高，導(dǎo)致溫度差值偏小。2、硝酸鉀加入快慢的控制，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。加得太快，會使得溫差過大，體系與環(huán)境的熱交換加快，測得的溶解熱偏低。加得太慢，一旦溫度升到一個(gè)較高的值，即使加入所有硝酸鉀也無法使溫差回到零度以下，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。一般AT控制在?0.3C。左右為宜，最低不要超過-0.5C。，但要始終為負(fù)值。實(shí)驗(yàn)中要時(shí)刻注意溫差的變化，掌握好加料的時(shí)間和量。在每次組實(shí)驗(yàn)完后，溫差回升到0C。以上，此時(shí)升溫較快，需要及時(shí)加入較多的硝酸鉀，否則溫差可能再無法回到負(fù)值。加料時(shí)應(yīng)小心，以免硝酸鉀灑落，留在瓶口的需要用毛刷刷進(jìn)去。3、磁子的攪拌速度也很重要。攪拌太慢，硝酸鉀難以完全溶解，若實(shí)驗(yàn)結(jié)束發(fā)現(xiàn)有未溶解的硝酸鉀，應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。攪拌