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实验一溶解热的测定.doc

发布:2017-02-13约3.39万字共32页下载文档
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实验一 溶解热的测定 一、目的 1、了解电热补偿法测定热效应的基本原理及仪器使用。 2、测定硝酸钾在水中的积分溶解热,并用作图法求得其微分稀释热、积分稀释热和微分溶解热。 3、初步了解计算机采集处理实验数据、控制化学实验的方法和途径。 二、基本原理 1、物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热。它有积分(或变浓)溶解热和微分(或定浓)溶解热两种。前者是1 mol溶质溶解在n0 mol溶剂中时所产生的热效应,以Qs表示。后者是1 mol溶质溶解在无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即。 溶剂加到溶液中使之稀释时所产生的热效应称为稀释热。它也有积分(或变浓)稀释热和微分(或定浓)稀释热两种。前者是把原含1 mol溶质和n01 mol溶剂的溶液稀释到含溶剂n02 mol时所产生的热效应,以Qd表示,显然,Qd = Qs,n02 – Qs,n01。后者是1 mol溶剂加到无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即。 2、积分溶解热由实验直接测定,其它三种热效应则需通过作图来求: 设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为H*m,A和H*m,B,一定浓度溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为Hm,A和Hm,B,若由nA mol溶剂和nB mol溶质混合形成溶液,则 混合前的总焓为 H = nAH*m,A + nBH*m,B 混合后的总焓为 H? = nAHm,A + nBHm,B 此混合(即溶解)过程的焓变为 ΔH = H? – H = nA(Hm,A – H*m,A)+ nB(Hm,B – H*m,B) = nAΔHm,A + nBΔHm,B 根据定义,ΔHm,A即为该浓度溶液的微分稀释热,ΔHm,B即为该浓度溶液的微分溶解热,积分溶解热则为: 故在Qs ~ n0图上,某点切线的斜率即为该浓度溶液的微分稀释热,截距即为该浓度溶液的微分溶解热。如图所示: Qs B 对A点处的溶液,其 A E 积分溶解热Qs = AF 微分稀释热 = AD/CD C D 微分溶解热 = OC 从n01到n02的积分稀释热Qd = BG – AF = BE F G O n01 n02 n0 3、本实验系统可视为绝热,硝酸钾在水中溶解是吸热过程,故系统温度下降,通过电加热法使系统恢复至起始温度,根据所耗电能求得其溶解热:Q = IVt = I2Rt 。本实验数据的采集和处理均由计算机自动完成。 三、仪器和试剂 量热计(包括杜瓦瓶、电加热器、磁力搅拌器)1套,反应热数据采集接口装置1台,精密稳流电源1台,计算机1台,打印机1台,电子天平1台,台天平1台;硝酸钾(A.R.)约25.5g,蒸馏水216.2g。 四、操作步骤 1、按照仪器说明书正确安装连接实验装置,如图。 2、在电子天平上依次称取八份质量分别 1 约为2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5 g 的硝酸钾(应预先研磨并烘干),记下准确数 据并编号。 数据采集接口装置 3、在台天平上称取216.2 g蒸馏水于杜瓦 2 3 4 及精密稳流电源 瓶内。 4、打开数据采集接口装置电源,温度探 ∞ 头置于空气中预热3 min,电加热器置于盛有 ☉ ¤ 计算机及打印机 自来水的小烧杯中。 开关 搅速旋钮
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