实验1 溶解热的测定 操作步骤

实验溶解热的测定一、实验目的1.掌握采用电热补偿法测定热效应的基本原理。

2.用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分稀释热和微分稀释热。

3.掌握溶解热测定仪器的使用。

二、实验原理物质溶解过程所产生的热效应称为溶解热，可分为积分溶解热和微分溶解热两种。

积分溶解热是指定温定压下把ImOl物质溶解在n0mol溶剂中时所产生的热效应。

由于在溶解过程中溶液浓度不断改变，因此又称为变浓溶解热，以As。

IH 表示。

微分溶解热是指在定温定压下把Imol物质溶解在无限量某一定浓度溶液中所产生的热效应，以表示.在溶解过程中浓度可视为不变，因此又称为定浓度( )τ, P,八。

溶解热，以加表示，即定温、定压、定溶剂状态下，由微小的溶质增量所引起的热量变化。

稀释热是指溶剂添加到溶液中，使溶液稀释过程中的热效应,又称为冲淡热。

它也有积分(变浓)稀释热和微分(定浓)稀释热两种。

积分稀释热是指在定温定压下把原为含Imol溶质和n0ιmol溶剂的溶液冲淡到含n02mol溶剂时的热效应，它为两浓度的积分溶解热之差。

微分冲淡热是指将ImOl溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所产生的热效应，以∂ AsolH(-)7, p，n加。

表示，即定温、定压、定溶质状态下，由微小的溶剂增量所引起的热量变化。

积分溶解热的大小与浓度有关，但不具有线性关系。

通过实验测定，可绘制出一条积分溶解热AsolH与相对于Imol溶质的溶剂量nθ之间的关系曲线，如图所示，其他三种热效应由4solH~nO曲线求得。

设纯溶剂、纯溶质的摩尔焰分别为HmI和Hni2,溶液中溶剂和溶质的偏摩尔熔分别为HI和H2，对于由nιmol溶剂和n2m0l溶质组成的体系，在溶质和溶剂未混合前，体系总熔为：H=∏ι Hmι+∏2 Hm2(1) 将溶剂和溶质混合后，体系的总熔为：H'= m Hι+n2 H2(2) 因此，溶解过程的热效应为：∆H=∏ι (H1 -Hm1)+n2(H2-Hm2)=n1 ∆H1+n2∆H2(3)在无限量溶液中加入ImOI溶质，(3)式中第一项可以认为不变，在此条件下所产生的热效应为(3)式中第二项中的AH2,即微分溶解热。

溶解热的测定1、引言[1]1.1 实验目的（1）测量硝酸钾在不同浓度水溶液中的溶解热，求硝酸钾在水中溶解过程各种热效应。

（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 实验原理物质溶于溶剂中，一般伴随有热效应的发生。

盐类的溶解通常包含着几个同时进行的过程：晶格的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离（对电解质而言）等。

热效应的大小和符号决定于溶剂及溶质的性质和它们的相对量。

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sol H ∆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，整个过程产生的热效应。

用sol m H ∆表示。

sol sol m B=HH n ∆∆ （1） 式中,B n 为溶解于溶剂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产生的热效应，以A sol B ,,T p n H n ⎛⎫∂∆⎪∂⎝⎭表示，简写为Asol B n H n ⎛⎫∂∆ ⎪∂⎝⎭。

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dil m H ∆表示：dil m sol m2sol m1=H H H ∆∆-∆ （2）式中：sol m2H ∆、sol m1H ∆为两种浓度的摩尔积分溶解热。

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热效应，以B sol A ,,T p n H n ⎛⎫∂∆⎪∂⎝⎭表示，简写为Bsol A n H n ⎛⎫∂∆ ⎪∂⎝⎭。

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()sol AB ,H nn ∆=⎰ （3）由（3）式可推导得：B Asol sol sol A B A B ,,,,+T p n T p n H H H n n n n ⎛⎫⎛⎫∂∆∂∆∆=⎪⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ （4） BAsol sol A sol m BA B ,,,,+T p n T p n H H n H n n n ⎛⎫⎛⎫∂∆∂∆∆=⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ （5） 令A0Bn n n =，式（5）改写成： BAsol sol sol m 0A B ,,,,+T p n T p n H H H n n n ⎛⎫⎛⎫∂∆∂∆∆=⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ （6） （6）式中的sol m H ∆可由实验测定，0n 由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。

溶解热的测定一、实验目的1.用简单绝热式量热计测定KCl 的积分溶解热。

2.掌握量热实验中温差校正方法。

3.了解计算机在线检测温度、温差的原理及在溶解热实验中的实际应用。

二、实验原理溶解过程的温度变化用数字式贝克曼温度计测定，量热法测定积分溶解焓，通常是在具有良好绝热层的热量计中进行。

在恒压条件下，由于热量计是绝热系统，溶解过程中所吸收或放出的热全部由系统温度变化反映出来。

在热量计内，将某种盐类溶解于一定量的水中时，若测得溶解过程的温度变化△T ，则该物质的溶解焓为：11222[()]sol m TMH m C m C C m ∆∆=-++ 式中sol m H ∆为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓；1m ，2m 分别为溶剂水和溶质的质量；M 为溶质的摩尔质量；1C 2C 分别为溶剂水、溶质的热容，T ∆为溶解过程的真实温差，C 为热量计的热容。

盐类的溶解过程通常包含两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程，后者为放热过程，溶解热时这两种热效应的总和。

因此，盐溶解过程吸热还是放热，由这两个热效应得相对大小决定。

溶解热的测定在绝热式量热计中进行。

为恒压条件下，过程中吸收或放出的热全部由系统的温度变化反映出来。

为求KCl 溶于水过程的热效应，可根据盖斯定律，将实际过程分解成两步进行。

在恒压下，溶解过程放出的热p Q （即焓变H ∆）为上述设计的两个过程焓变（1H ∆和2H ∆）之和，即12H H H ∆=∆+∆ （1）因为量热计为绝热系统，0p Q H =∆=，所以在1t ℃下KCl 溶解的恒压热效应1H ∆为12221()H H K t t ∆=-∆=-- （2）式中K 是量热计与KCl 水溶液所组成体系得总热容，21()t t -为KCl 溶解过程系统的温度变化值t ∆溶解。

常用的积分溶解热是指等温等压下，将一摩尔溶质溶解于一定量溶剂中形成一定浓度溶液的热效应。

设将质量为m 的KCl 溶解于一定体积的水中，KCl 的摩尔质量为M ，则在此浓度下KCl 的积分溶解热为：1sol m H M KMH t m m ∆∆==-∆溶解（3）K 值可由电极法求取。

物理化学实验报告实验名称溶解热的测定一．实验目的及要求1.了解电热补偿法测定热效应的基本原理。

2.通过用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热;用作图法求硝酸钾在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。

3.掌握电热补偿法的仪器使用要点。

二．实验原理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1mol溶质溶解在nomol溶剂中时所产生的热效应，以Qs表示。

后者是1mol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1mol溶质和nomol溶剂的溶液稀释到含溶剂nogmol时所产生的热效应，以Q。

表示，显然。

后者是1mol溶剂加到无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应2.积分溶解热由实验直接测定，其它三种热效应则需要通过作图来求：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摩尔溶剂和nB摩尔溶质混合形成溶液，则混合前总焓为混合后总焓为此混合（即溶解）过程的焓变为根据定义，△Hm,A即为该浓度溶液的微分稀释热，△Hm,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溶解热，截距即为该浓度溶液的微分溶解热，如图所示：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:三．实验仪器及药品1.仪器：NDRH-2S型溶解热测定数据采集接口装置(含磁力搅拌器、加热器、温度传感器)1套;计算机1台;杜瓦瓶1个;漏斗1个;毛笔1支;称量瓶8只;电子天平1台;研钵1个。

2.药品:硝酸钾(分析纯)。

四．实验注意事项1.杜瓦瓶必须洗净擦干，硝酸钾必须在研钵中研细。

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n 0 mol 溶剂中时所产生的热效应，以Q s 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0,,s T p n Q n ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭。

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n 01 mol 溶剂的溶液稀释到含溶剂n 02 mol 时所产生的热效应，以Q d 表示，显然，Q d = Q s ，n02 – Q s ，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0,,s T p nQ n ⎛⎫∂⎪∂⎝⎭。

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H m ，A 和H m ，B ，若由n A mol 溶剂和n B mol 溶质混合形成溶液，则混合前的总焓为 H = n A H *m ，A + n B H *m ，B 混合后的总焓为 H ΄ = n A H m ，A + n B H m ，B此混合（即溶解）过程的焓变为 ΔH = H ΄ – H = n A （H m ，A – H *m ，A ）+ n B （H m ，B – H *m ，B ） = n A ΔH m ，A + n B ΔH m ，B根据定义，ΔH m ，A 即为该浓度溶液的微分稀释热，ΔH m ，B 即为该浓度溶液的微分溶解热，积分溶解热则为：,,0,,As m A m Bm AmBB Bn H Q H H n HHn n ∆==∆+∆=∆+∆ 故在Q s ~ n 0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。

溶解热测定姓名 学号 班级 实验日期1 实验目的（1）了解电热补偿法测定热效应的基本原理。

（2）用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，通过计算或作图求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分溶解热和微分冲淡热。

（3）掌握用微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。

2 实验原理溶解热：恒温恒压下，物质的量为2n 的溶质溶于物质的量为1n 的溶剂(或溶于某浓度溶液)中产生的热效应，用Q 表示。

积分溶解热：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，整个过程产生的热效应。

用s Q 表示。

微分溶解热：恒温恒压下，1mol 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12nn Q ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂表示。

冲淡热：恒温恒压下，一定量的溶剂A 加到某浓度的溶液使之稀释所产生的热效应。

积分冲淡热：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的过程中产生的热效应，以d Q 表示。

微分冲淡热：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热效应，以21n n Q ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂或20n s n Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂表示。

它们之间关系可表示为：s Q n Q =2 令021n n n= 21002n s n s n Q n n Q Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= ()()0201n s n s d Q Q Q -=积分溶解热s Q 可由实验测得，其他三种热效应则可通过0n Q s -曲线求得，曲线某点的切线的斜率为该浓度下的摩尔微分稀释热，切线与纵坐标的截距，为该浓度下的摩尔微分溶解热(即OC )。

显然，图中A 点的摩尔溶解热与B 点的摩尔溶解热之差为该过程的摩尔积分稀释热(即BE )。

欲求溶解过程的各种热效应，应测定各种浓度下的摩尔积分溶解热。

实验中采用累加的方法，先在纯溶剂中加入溶质，测出溶解热，然后在这溶液中再加入溶质，测出热效应，根据先后加入溶质总量可求出，各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。