物化实验报告溶解热的测定

物化实验报告溶解热的测定 溶解热测定 (物化试验得好好做) 一、实验目的 1、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓。 2、复习和掌握常用的量热技术与测温 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 3、由作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓、微分溶解焓、微分稀释焓。 二、实验原理 溶解热，即为一定量的物质溶于一定量的溶剂中所产生的热效应。溶解热除了与溶剂量及溶质量有关外，还与体系所处的温度及压力有关。 溶解热分为积分溶解热和微分溶解热。 积分溶解热即在等温等压条件下，1mol溶质溶解在一定量的溶剂中形成某指定浓度的溶液时的焓变。也即为此溶解过程的热效应。它是溶液组成的函数，若形成溶液的浓度趋近于零，积分溶解热也趋近于一定值，称为无限稀释积分溶解热。积分溶解热是溶解时所产生的热量的总和，可由实验直接测定。 微分溶解热 即在等温等压下，在大量给定浓度的溶液里加入一摩尔溶质时所产生的热效应，它可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为(ЭΔsolH/ЭnB)T、P、nA ，因溶液的量很大，所以尽管加入一摩尔溶质，浓度仍可视为不变。微分热难以直接测量，但可通过实验，用间接的方法求得。 溶解热的测量可通过绝热测温式量热计进行，它是在绝热恒压不作非体积功的条件下，通过测定量热系统的温度变化，而推算出该系统在等温等压下的热效应。 本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。利用1molKCl溶于200mol水中的积分溶解热数据进行量热计的标定。当上述溶解过程在恒压绝热式量热计中进行时，可设计以下途径完成: 上述途径中:?H = ?H1+?H2 = 0 ??H2 = -?H1 ?H1 = [n1Cp,m (KCL，S)+ n2Cp,m(H2O，l)+ K ]×(T2- T1) ?H2 = n1ΔsolHm K = -[n1Cp,m(KCL，S)+ n2Cp,m(H2O，l)+(n1ΔsolHm )/(T2- T1)] = -[m1Cp(KCL，S)+ m2Cp(H2O，l)+(m1ΔsolHm )/(M1 ?T) ] 式中m1 、m2 分别为溶解过程加入的KCl(S)和H2O(l)的质量;Cp,m为物质的恒压比热容，既单位质量的物质的等压热容，Cp(KCl，S)=0.699 kJ/(kg?K),Cp(H2O，l)= 4.184 kJ/(kg?K);M1为KCl的摩尔质量，?T =(T2- T1) 即为溶解前后系统温度的差值;ΔsolHm 为1molKCl溶解于200 molH2O的积分溶解热,其不同温度下的积分溶解热数值见附录。通过公式式可计算量热计的K值。 本实验测定1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热，途径如下 ΔsolH = -[n1Cp,m (KNO3，S)+ n2Cp,m(H2O，l)+ K ]×(T2- T1) = -[ m1Cp(KNO3，S)+ m2Cp(H2O，l)+ K ]×(T2- T1) 摩尔溶解热 ΔsolH m = ΔsolH/n1 同理m1，m2 :分别为溶解过程加入的KNO3(S)和 H2O(l)的质量;Cp物质的恒压比热容，既单位质量的物质的等压热容,Cp(KNO3，S)=0.9522KJ.Kg-1.K-1,?T =(T2- T1 ):溶解前后系统温度的差值 (需经过雷诺校正) ;n1:所加入的KNO3摩尔数 通过公式，既可求得1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热。 三、仪器与试剂 1、仪器:广口保温瓶、磁力搅拌器、贝克曼温度计、1/10?温度计、容量瓶(200ml)、停表(1个) 2、试剂:氯化钾( 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯)、硝酸钾(分析纯) 四、实验 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 1.量热计的标定 (1)在称量瓶中准确称取4.1413克的KCl, 并记下装有KCL的称量瓶的总重量。 (2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的 蒸馏水(密度为ρ=1Kg.dm-3),倒入广口保温杯中。 (3) 按图3-1所示,组装好简单绝热测温式量热计,并调节好贝克曼温度计。 (4) 开动磁力搅拌器,保持一定的搅拌速率,观察贝克曼温度计读数的变化,待温度变化率基本稳定后(既单位时间温度的变化值基本相同)后,每隔一分钟记录一次温度,连续记录六次,作为溶解的前期温度。 (5)打开量热计盖子，将称好的KCl迅速倒入量热计并盖好盖子，保持与溶解前相同的搅拌 速率，继续每分钟记录一次温度，直到温度不再变化时，再连续记录六个温度变化率稳定的点，此六个点作为溶解的后期温度。 (6)读取1/10?温度计的读数，根据此温度从附表中查出相应的KCL的积分溶解热。 (7)称量已倒出KCl的空称量瓶质量，准确计算已溶解的KCL的质量。 2、 KNO3 积分溶解热的测定 (1)在称量瓶中准确称取5.6161克的KNO3 ,并记下装KNO3 的称量瓶的总重量。 (2) 用容量瓶准确量取200mL室温下的蒸馏水(密度ρ=1Kg.dm-3),倒如广口保温杯中，以下操作按上述中的(4)、(5)、(7)。 五、数据记录 室温: 21.00?C 大气压: 101.63Kpa 氯化钾(第一次) m=4.1635g t=21.00? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t/min T/?C 22.322 22.404 22.420 22.436 22.452 22.455 22.467 22.455 22.434 22.151 21.848 21.529 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t/min T/?C 21.428 21.382 21.369 21.367 21.374 21.380 21.385 21.393 21.400 氯化钾(第二次) m=4.1713g t=20.05? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t/min T/?C 22.839 22.883 22.891 22.902 22.913 22.924 22.924 22.884 22.740 22.539 22.349 22.144 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t/min T/?C 22.033 21.977 21.919 21.852 21.831 21.817 21.814 21.815 21.818 21.821 21.824 氯化钾(第三次) m=4.1400g t=20.09? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t/min T/?C 22.126 22.393 22.399 22.405 22.412 22.418 22.420 22.2 22.277 21.741 21.532 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 t/min T/?C 21.473 21.375 21.331 21.317 21.314 21.316 21.318 21.320 21.323 21.324 硝酸钾(第一次) m=5.6281g t=20.20? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t/min T/?C 22.377 22.420 22.443 22.466 22.486 22.507 22.444 22.234 21.920 21.329 20.942 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 t/min T/?C 20.654 20.551 20.489 20.424 20.403 20.398 20.409 20.415 20.420 20.424 20.427 硝酸钾(第二次) m=5.6237g t=20.04? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t/min T/?C 22.854 22.855 22.855 22.857 22.860 22.863 22.830 22.461 21.715 21.352 21.044 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 t/min T/?C 20.879 20.785 20.726 20.720 20.715 20.718 20.720 20.726 20.729 硝酸钾(第三次) m=5.6170g t=22.10? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t/min T/?C 22.711 22.731 22.736 22.743 22.750 22.759 22.764 22.525 21.923 21.436 21.050 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 t/min T/?C 20.862 20.766 20.652 20.630 20.629 20.633 20.636 20.647 20.651 20.654 20.657 六、数据处理与计算 1、雷诺校正: (1) (2) 2322.6 22.822.4 22.622.2 22.422系列1 22.221.8 2221.6 21.821.4 21.621.2 05101520250510152025 氯化钾(第一次): m=4.1635g T=21.00? 氯化钾(第二次): m=4.1713g T=20.05? ? 校正后:?T= -1.162? 校正后: T= -1.178? (3) (4) 2322.6 22.522.4 2222.2 2221.5 21.821 21.6 20.521.4 2021.205101520250510152025 氯化钾(第三次):m=4.1400g T=20.09? 硝酸钾(第一次) :m=5.6281g T=20.20? 校正后:?T= -1.150? 校正后:?T= -2.234? (5) (6) 2323 22.5 22.5 22 22 21.5 21.5 21 21 20.5 20.505101520250510152025 硝酸钾(第二次) :m=5.6237g T=20.04? 硝酸钾(第三次):m=5.6170g T=22.10? 校正后:?T= -2.175? 校正后:?T=2.285? 2、 量热计的K值计算 由图得:氯化钾 (1)?T= -1.162? (2)?T= -1.178? (3)?T= -1.150? 分别代入K = -[mCp(KCl，S)+ mCp(HO，l)]+(mΔsolHm )/(M ?T) 12211求得:K=0.0347kJ/K K=0.0432kJ/K K=0.0370kJ/K 123 取平均值: K=0.0383 kJ/K 3、1mol的KNO3溶于200mol的H2O的溶解过程的积分溶解热 ΔsolH = -[n1Cp,m (KNO3，S)+ n2Cp,m(H2O，l)+ K ]×(T2- T1) = -[ m1Cp(KNO3，S)+ m2Cp(H2O，l)+ K ]×(T2- T1) 101.10///’3,ΔsolH m = ΔsolH/n1 ，，，，,,m，0.9522，200，10，4.184，0.0382，T,T，121m1分别代入求得: ΔHm=35.31(kJ/mol)Δ Hm=34.42(kJ/mol) ΔHm=34.97(kJ/mol) 123 取平均值得 : ΔHm=34.90(kJ/mol) 参考文献值 : Δ Hm=34.73(kJ/mol) 相对误差为:0.49% 七、 分析与讨论 1、误差来源分析: (1)本次实验中，在加入样品进行量热后，由于温度下降速度较快，温度读数往往来不及，导致部分读数点缺失或有偏差，在进行雷诺校正时难以做出平滑曲线。 (2)由于单次实验的温度并不完全一致，在不同温度下样品的溶解速率有差别。 (3)实验仪器，保温瓶的绝热性能一般，兼之样品为开盖式加热，不可避免有较多的热交换，因此温度差值偏小。 (4)实验为了加速溶解充分，使用了磁子搅拌器，属于机械搅拌。在此过程中会时保温瓶内温度会不断升高，导致温度差值偏小。 2、硝酸钾加入快慢的控制，是实验成败的关键。加得太快，会使得温差过大，体系与环境的热交换加快，测得的溶解热偏低。加得太慢，一旦温度升到一个较高的值，即使加入所有硝酸钾也无法使温差回到零度以下，导致实验失败。一般ΔT控制在-0.3?左右为宜，最低不要超过-0.5?，但要始终为负值。实验中要时刻注意温差的变化，掌握好加料的时间和量。在每次组实验完后，温差回升到0?以上，此时升温较快，需要及时加入较多的硝酸钾，否则温差可能再无法回到负值。加料时应小心，以免硝酸钾洒落，留在瓶口的需要用毛刷刷进去。3、磁子的搅拌速度也很重要。搅拌太慢，硝酸钾难以完全溶解，若实验结束发现有未溶解的硝酸钾，应重复实验。搅拌太快，会加快散热，且温差归零的时间 难以准确记录 4、在实验过程中，对应于第(2)组氯化钾，由于实验操作不当导致部分样品撒落，样品质量偏小，误差较大，故在数据处理中舍弃，未参与处理，故无影响。 5、硝酸钾溶解在水中吸热，这是破坏硝酸钾的晶格能，硝酸钾的电离能以及溶剂化热等能量的综合效应。从实 +-验结果看出，溶剂的量n越多，吸热也越多，这可能是与溶剂化热有关，溶剂的量不同， 会影响K,NO周围03的水合离子数。 八、参考文献 【1】何广平，南俊民 等. 物理化学实验 。北京:化学工业出版社，2008.67