溶解热实验步骤修改.doc

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1、溶解热的测定【目的要求】1.掌握量热装置的基本组合及电热补偿法测定热效应的基本原理。2.用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的积分溶解热。3.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。【实验原理】1.在热化学中，关于溶解过程的热效应,有下列几个基本概念。溶解热在恒温恒压下，n2摩尔溶质溶于n1摩尔溶剂(或溶于某浓度溶液)中产生的热效应，用Q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。积分溶解热在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于n0摩尔溶剂中产生的热效应，用QS表示。微分溶解热在恒

2、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。冲淡热在恒温恒压下，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。积分冲淡热在恒温恒压下，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热之差，以Qd表示。微分冲淡热在恒温恒压下，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。2.积分溶解热(Qs)可由实验直接测定，其它三种热效应则通过Qs—n0曲

3、线求得。设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为Hm(1)和Hm(2)，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H1，m和H2，m，对于由n1摩尔溶剂和n2摩尔溶质组成的体系，在溶解前体系总焓为H。H＝n1Hm(1)＋n2Hm(2)(1)设溶液的焓为H′，H′＝n1H1，m＋n2H2，m(2)因此溶解过程热效应Q为Q＝ΔmixH＝H′－H＝n1[H1，m－Hm(1)]＋n2[H2，m－Hm(2)]＝n1ΔmixHm(1)＋n2ΔmixHm(2)式中，ΔmixHm(1)为微分冲淡热，ΔmixHm(2)为微分溶解

4、热。根据上述定义，积分溶解热QS为QS＝＝＝ΔmixHm(2)＋ΔmixHm(1)＝ΔmixHm(2)＋n0ΔmixHm(1)(4)在恒压条件下，Q=ΔmixH，对Q进行全微分(5)上式在比值恒定下积分，得(6)全式以n2除之(7)因Q＝n2QSn1＝n2n0(8)则(9)将(8)、(9)代入(7)得:(10)对比(3)与(6)或(4)与(10)式，ΔmixHm(1)＝或ΔmixHm(1)＝ΔmixHm(2)＝以Qs对n0作图，可得图2-2-1的曲线。在图2-2-1中，AF与BG分别为将一摩尔溶质溶于n01和n02摩尔溶

5、剂时的积分溶解热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摩尔过程的积分冲淡热Qd。Qd＝(Qs)n02－(Qs)n01＝BG－EG(11)图2-2-1中曲线A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分冲淡热。图2-2-1QS—n0关系图ΔmixHm(1)＝切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分溶解热。ΔmixHm(2)＝即ΔmixHm(2)＝＝OC由图2-2-1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。【实验装置】溶解热实验装置：WLS数字恒流电源、SWC-

6、IID精密数字温度温差仪、SWC-RJ溶解热实验装置(包括杜瓦瓶、搅拌磁子、热电耦、漏斗)、计算机1台，台称1台、分析天平1台、干燥器、量筒、称量瓶、研钵。图2-2-2实验装置图KNO3(AR)(研细，在110℃烘干，保存于干燥器中)。【实验步骤】1.将8个称量瓶编号，在分析天平上称量，依次加入干燥好并在研钵中研细的KNO3，其重量分别为2.5g、1.5g、2.5g、3.0g、3.5g、4.0g、4.0g和4.5g，（再用分析天平称出称量瓶与样品的总质量，称量后将称量瓶放入干燥器待用。2.在台称上用杜瓦瓶直接称取216g

7、蒸馏水，按图2-2-2装好装置，连好线路(杜瓦瓶用前需干燥)。3.经教师检查无误后接通电源，调节WLS数字恒流电源，使加热器功率约为2.5W(一般情况下调节V=4.2~4.5)，保持电流稳定，开动搅拌器进行搅拌，当水温慢慢上升到比室温水高出0.5℃时，将杜瓦瓶的加料口打开，迅速加入1样品，然后用塞子堵住加样口；同时按SWC-IID精密数字温度温差仪上的“采零“和“锁定”键，同时点击软件上的“开始计时”。记录电压和电流值，在实验过程中要一直搅拌液体，加入KNO3后，温度会很快下降，然后再慢慢上升，待上升至起始温度时，并立即

8、加入第二份样品，按上述步骤继续测定，直至八份样品全部加完为止。4.测定完毕后，切断电源，打开杜瓦瓶，检查KNO3是否溶完，如未全溶，则必须重作；溶解完全，可将溶液倒入回收瓶中，把量热器等器皿洗净放回原处。5.用分析天平称量已倒出KNO3样品的空称量瓶，求出各次加入KNO3的准确重量。【注意事项】1.实验过程中要求I、