实验3_溶解热的测定

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1、溶解热的测定1引言1.1实验目的1.测量硝酸钾在不同浓度水溶液的溶解热，求硝酸钾在水中溶解过程的各种热效应。2.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。3.复习和掌握常用的测温技术1.2实验原理在热化学中，关于溶解过程的热效应，有以下几个基本概念溶解热在恒温恒压下，溶质B溶于溶剂A（或溶于某浓度溶液）中产生的热效应，用Δsol?表示摩尔积分溶解热在恒温恒压下，1mol溶质溶解于一定量的溶剂中形成一定浓度的溶液，整个过程的热效应，用Δsol??表示：Δ????Δsol??=??式中：??是溶解于溶剂

2、A中的溶质B的物质的量摩尔微分溶解热在恒温恒压下，1mol溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中∂Δsol?∂Δsol?产生的热效应，以()表示，简写为()∂?B?,?,?A∂?B?A稀释热在恒温恒压下，一定量的溶剂A加到某浓度的溶液中使之稀释，所产生的热效应摩尔积分稀释热在恒温恒压下，在含有1mol溶质的溶液中加入一定量的溶剂，使之稀释成另一浓度的溶液，这个过程产生的热效应，以Δdil?m表示：Δdil?m=Δsol?m2−Δsol?m1摩尔微分稀释热在恒温恒压下，1mol溶剂加入到某一浓度无限量的溶液中所发生的

3、热效应在恒温恒压下，对于指定的溶剂A和溶质B，溶解热的大小取决于A和B的物质的量，即Δsol?=?(?A,?B)取全微分?Δsol??Δsol?Δsol?=?A()+??()??A?B??B?A令?0=?A/?B，则有?Δsol??Δsol?Δsol?m=?0()+()??A?B??B?A所以，一旦确定了一定浓度区间内摩尔积分溶解热与?0的关系，溶质B在该区间的溶解热、摩尔微分溶解热、摩尔积分稀释热等溶解热效应都可以通过计算得到(如图2.1)。因此，实验中应该测定摩尔积分溶解热。图1.1Δsol?m−?0曲线实验

4、采用绝热式测温量热计，由于硝酸钾溶解是吸热过程，可以采用电热补偿法，在溶质溶解吸热后，使用电加热法让体系升温，并计算电功从而得出热效应?，通过两次温度变化的比较来计算出溶解吸热的量Δ?Δsol?=?′Δ?其中Δ?是溶解过程的温度变化，Δ?′是电加热过程中的温度变化，?是电加热过程中的电热(J)?=?2??I是电流强度(A)，R是加热器电阻(Ω)，t是通电加热时间(s)2实验操作2.1实验用品、仪器型号及测试装置示意图实验使用750mL鹿牌保温瓶1个，78-2型电磁搅拌器1台，数显惠斯通电桥热敏电阻测温装置1套，加

5、热器，DH1715A-3直流稳压稳流电源，秒表，容量瓶（500mL），烧杯（500mL，1000mL），温度计，研钵1只，称量瓶，分析天平，高精度万用表KNO3(AR)测试装置如图2.1所示（本次实验没有采用加样管，而是直接打开保温瓶加入样品）图2.1热敏电阻测溶解热装置图2.2实验条件实验过程中实验室内温度21.8°C，相对湿度58%2.3实验操作步骤及方法要点1.组装仪器，保证仪器绝热性能良好2.量取500mL接近室温的去离子水注入保温瓶3.将硝酸钾研磨至60目以上，取5g置入干燥器待用4.打开搅拌器。调节测

6、温电桥平衡，使电子示数位于量程中央（10格）。温度基本稳定后，记录约4min。将电源调至稳流，将电流调至950mA，打开电源加热，同时通过电流表记录实际加热电流。电子记录示数达到15格左右，停止加热，继续记录一段时间左右。加入称量好的硝酸钾。硝酸钾溶解吸热后，记录示数降低，待稳定后继续记录一段时间。5.再次打开加热电源，同时计时，待示数升至16格左右，停止加热并停止计时，记录加热时间。继续记录一段时间。6.依次加入6g、7g、8g、8g、7g、6g的硝酸钾，按照5.的方法记录数据7.测量加热器阻值R3结果与讨论3

7、.1原始实验数据表3.1原始数据表格组别1234567硝酸钾质量/g4.49345.58208.90856.36758.25816.09325.5798加热电流/A0.9470.9460.9460.9460.9460.9460.946加热时间/s135.1179.0234.2149.6170.0144.2129.1溶解峰高/格7.027.6911.928.2110.407.806.68加热峰高/格6.878.9611.697.578.537.256.49其中溶解峰高与加热峰高经过雷诺图解法校正图3.1原始记录图线

8、加热电阻阻值为14.23Ω3.2计算结果利用公式?=?2??Δ?Δsol?=?′Δ?Δsol?Δsol??=??处理数据，并查表[1]得?KNO=101.103g/mol，?HO=18.0153g/mol32表3.2计算结果表格组别1234567?B/g4.49345.58208.90856.36758.25816.09325.5798??/mmol44.44455.21