溶解焓的测定
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溶解焓的测定(实验数据分析)本实验旨在通过比较固体氯化钠和氯化钙在不同温度下的溶解焓,探究溶解过程中温度对溶解焓的影响。
实验中,分别将一定质量的固体氯化钠和氯化钙加入到不同温度下的恒温水中,测定溶解过程中水的温度变化,并计算出溶解焓。
实验数据如下表:| | 温度/℃ | 加入质量/g | 初温/℃ | 终温/℃ | 溶解焓/kJ·mol-1 ||--------|--------|------------|--------|--------|----------------|| 氯化钠 | 30 | 5.0 | 23.5 | 27.5 | 5.99 || | 40 | 5.0 | 27.0 | 32.0 | 6.07 || | 50 | 5.0 | 31.0 | 36.0 | 6.24 || | 60 | 5.0 | 35.0 | 41.0 | 6.59 || | 70 | 5.0 | 39.0 | 45.0 | 7.13 || 氯化钙 | 30 | 2.0 | 23.3 | 27.4 | 17.88 || | 40 | 2.0 | 27.1 | 31.0 | 18.37 || | 50 | 2.0 | 31.2 | 35.2 | 18.93 || | 60 | 2.0 | 35.5 | 39.5 | 19.75 || | 70 | 2.0 | 40.0 | 44.0 | 20.77 |根据实验数据,可以得到以下结论:1. 溶解焓随着温度升高而增大。
这是因为随着温度的升高,反应的活化能降低,分子的热运动加剧,分子之间的距离缩短,离子化合物在水中的溶解速率加快,溶解焓变大。
2. 氯化钙的溶解焓比氯化钠的溶解焓大。
这是因为溶解焓与物质的离子化程度有关,氯化钙分解出三个离子,而氯化钠只分解出两个离子,因此氯化钙的解离程度比氯化钠大,溶解焓也就相对较大。
3. 实验数据的偏差较大,可能是由于实验过程中一些方面的误差所致。
一、实验目的1. 了解溶解焓的概念和测定方法。
2. 掌握溶解焓测定的实验原理和操作步骤。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理溶解焓是指在等温等压条件下,1摩尔物质溶解在溶剂中所产生的焓变。
溶解焓分为正值和负值,正值表示溶解过程吸热,负值表示溶解过程放热。
本实验采用量热法测定溶解焓,通过测量溶液温度的变化来计算溶解焓。
实验原理如下:(1)根据热力学第一定律,系统内能的变化等于系统与外界交换的热量和功的代数和。
在等温等压条件下,溶解焓ΔH等于溶液温度变化ΔT所对应的比热容C乘以溶液体积V,即ΔH = CΔT。
(2)根据溶解焓的定义,溶解焓ΔH等于溶解过程中所吸收的热量Q除以溶解物质的摩尔数n,即ΔH = Q/n。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:保温杯、量筒、温度计、搅拌器、电子天平、干燥器、干燥的烧杯等。
2. 试剂:NaCl、KNO3、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备工作:将保温杯、量筒、温度计、搅拌器、电子天平、干燥器、干燥的烧杯等实验仪器和试剂准备好。
2. 称量:用电子天平准确称取一定量的NaCl和KNO3,分别放入干燥的烧杯中。
3. 溶解:将称量好的NaCl和KNO3分别加入适量的去离子水中,用搅拌器搅拌溶解。
4. 测量溶解温度:将溶解好的溶液分别倒入保温杯中,用温度计测量溶液的温度。
5. 计算溶解焓:根据实验数据,计算溶解焓ΔH。
五、实验数据与结果1. NaCl溶解焓的测定:- 称取NaCl 2.0000g- 溶解后溶液体积:100.00mL- 溶解后溶液温度:25.50℃- 溶解前溶液温度:25.00℃计算溶解焓ΔH:ΔH = (CΔT) / nΔH = (4.18 J/(g·℃) × (25.50℃ - 25.00℃) × 100.00g) / 2.0000gΔH = -3.43 kJ/mol2. KNO3溶解焓的测定:- 称取KNO3 1.5000g- 溶解后溶液体积:100.00mL- 溶解后溶液温度:25.70℃- 溶解前溶液温度:25.00℃计算溶解焓ΔH:ΔH = (CΔT) / nΔH = (4.18 J/(g·℃) × (25.70℃ - 25.00℃) × 100.00g) / 1.5000gΔH = -5.70 kJ/mol六、实验结论通过本次实验,我们成功测定了NaCl和KNO3的溶解焓。
物理化学实验报告姓名:学号:任课老师:系别:班级:溶解焓的测定一、实验目的1、用热量法测定KCl的无限稀释积分溶解热。
2、掌握计温、量热的基本原理和测量方法。
二、实验原理物质溶解在溶剂中存在着两个过程,一是晶格破坏的吸热过程;二是离子溶剂化,即离子的水合作用,为放热过程。
溶解热是这两个过程热效应的总和。
积分溶解焓是指在一定温度、压力下,将1mol溶质溶于一定量溶剂中形成一定浓度的溶液时,所吸收或放出的热量。
微分溶解焓是指在温度、压力及溶液组成不变的条件下,向溶液中加入溶质后的热效应。
先用标准物质测出量热计的热容,然后测定待测物质溶解过程中的温度变化,从而测出待测物质的积分溶解焓。
溶解过程的温度变化用温度传感器测定。
量热法测定积分溶解焓,通常是在具用良好绝热层的量热计中进行的,在恒压条件下,由于量热计是绝热体系,溶解过程中所吸收或放出的热全部由系统温度变化反应出来。
把杜瓦瓶做成的量热计看成绝热体系,在杜瓦瓶中加一定量的水,搅拌,用数显热电偶或热电阻温度计相隔一定时间测定温度。
在温度变化率稳定后,加入准确称量的KCl,因这时KCl溶解吸热使温度下降,待温度变化率再次稳定后,给杜瓦瓶中的加热器通电,使体系基本恢复到初始温度,应用雷诺校正图解外推法,分别求得升温和降温时的ΔTe和ΔTs,根据下式计算量热计的热容量C:C=(UIt)/ΔTe再根据下式计算KCl的积分溶解热:ΔH=CΔTsM/W其中W和M分别是KCl的摩尔质量和质量。
三、仪器与药品杜瓦瓶一套,溶解焓测定实验装置一套,电子称一套,称量瓶一只,KCl四、实验步骤1.稳压电源使用前在空载条件下先通电预热15分钟。
2.在杜瓦瓶中加入室温蒸馏水900ml,装好实验仪器各部件,连接好电源加热器。
3.开动搅拌器,开启电源,加热,使水温升高0.5℃,停止加热。
4.待温度平衡后,开始记录温度,每分钟记一次,共计八次。
5.读取最后一个数据时,加入0.25molKCl,按1molKCl溶解于200mol 水中的比例计算,称准确至0.01g,改为半分钟一次,继续记录温度,当温度不再下降且平衡后,每分钟一次,继续记录八个数据。
物化实验报告-溶解热的测定实验目的:1. 了解溶解现象的性质。
2. 学习测定物质溶解热的方法。
3. 熟悉热量计的使用方法。
实验原理:一般来说,增加溶液中溶质的质量会增加它的浓度,从而使得其解离程度增加。
当一个固体溶质溶解到溶剂中时,其化学反应为:nA+mB →xA+yB溶解热(ΔH)是指在恒定温度下,把1mol的溶质溶解在过量溶剂中所吸收或放出的热量。
根据定义,若1mol溶质在溶液中溶解时,吸收了Q焓,而在一定浓度下,1mol溶质所溶出的热量为ΔHmol。
ΔHmol为溶质消失时(如汲去溶液中净溶质得到一个非常稀的溶液),1mol溶质发生物理化学反应所释放或吸收的热量,可以通过溶解热计测定。
实验器材:1. 热量计(包括绝热箱、内垫热垫、外围水垫、内外盘、挡热器等)2. 量筒3. 试管4. 钳子实验步骤:1. 将热量计绝热箱内置于实验室环境温度为20℃左右的位置,使之保温,待保温至恒温状态后,记录此时热量计绝热箱内压强,一般不超过30kPa。
2. 在保温状态下,将量好的蒸馏水倒入热量计的内/外垫上,令水面与仪器保持同一水平线,测试初始温度T1。
3. 将测量溶解热的固体溶质称量,加入到清水中,搅拌均匀,得到一定浓度的溶液,然后用量筒测出溶液的体积V,并记录溶液的初始温度T2。
4. 将溶解好的溶液加入热量计内垫里的试管中,并令试管位于热量计绝热同心管上。
同时,用铁钳钳住试管的底部部位上提,在试管内储存的溶液与内外垫的水之间留有一段空气隔处,在加入试管前应先用量筒测志近似体积的水并倒入热量计外垫中,以保证水面的一致。
5. 发现热量计稳定在一定温度后,记录此时的温度T3。
6. 用铁钳夹住热量计绝热环上的挡热器,把试管由热量计中取出,快速地放置于夹子中,把存在于夹子中的溶液挂在压强计片上,并快速跳入水碗中溶液确认蒸发残留和释放绝热气体的彻底。
1. 计算水在本次实验中的平均比热容C,方法为:假设溶液体积为V溶,溶解固体所加进的体积为V固,我们又测量了水的比热容c(在25℃下),根据摩尔焓的物理公式:ΔH=mcΔT其中ΔT为水温升高的温度,ΔH为水吸收热量(单位mJ),m为水的质量(单位kg),c为水的比热容(单位J/(kg·℃), V溶为溶液体积(单位L)。
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。
一、实验目的1. 了解溶解焓的概念及其测定方法;2. 掌握溶解焓测定的原理和操作步骤;3. 通过实验,验证溶解焓的规律性。
二、实验原理溶解焓是指在等温、等压条件下,1mol溶质溶解于溶剂中所产生的热效应。
溶解过程分为两个阶段:溶质从固态转变为溶液,以及溶质分子与溶剂分子之间的相互作用。
这两个阶段的热效应分别为溶解热和溶剂化热。
根据热力学第一定律,溶解焓可以表示为:ΔH = Q + W其中,ΔH为溶解焓,Q为溶解过程中所吸收的热量,W为溶解过程中所做的功。
在实验中,通常使用量热计来测定溶解过程中所吸收的热量。
量热计由内筒和外筒组成,内筒用于溶解溶质,外筒用于与内筒进行热交换。
通过测量内筒和外筒的温度变化,可以计算出溶解焓。
三、实验材料1. 量热计2. 溶质(如硝酸钾)3. 溶剂(如水)4. 温度计5. 烧杯6. 电子天平7. 玻璃棒8. 搅拌器四、实验步骤1. 准备量热计,将内筒和外筒清洗干净,并用蒸馏水冲洗干净;2. 称取一定量的溶质,准确到0.01g;3. 将溶质放入内筒中,用玻璃棒搅拌使其充分溶解;4. 使用电子天平称取一定量的溶剂,加入外筒中;5. 将内筒和外筒放入搅拌器中,开始搅拌;6. 使用温度计测量内筒和外筒的温度,记录起始温度;7. 当内筒和外筒的温度达到平衡时,记录平衡温度;8. 计算溶解焓,公式如下:ΔH = m c ΔT其中,ΔH为溶解焓,m为溶质的质量,c为溶剂的比热容,ΔT为温度变化。
五、实验结果与分析1. 实验数据:| 溶质质量 (g) | 溶剂质量 (g) | 起始温度(℃) | 平衡温度(℃) | 温度变化(℃) | 溶解焓 (J/mol) || :----------: | :----------: | :----------: | :----------: | :----------: | :------------: || 1.00 | 100.0 | 25.0 | 29.5 | 4.5 | -58.3 |2. 结果分析:根据实验数据,计算得出溶解焓为-58.3J/mol。
溶解焓的测定承飞 2004030024 生44 同组实验者姓名 龙文实验日期 2006-2-28引言实验目的1.学习用简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓及用雷诺图法处理数据; 2.学习由积分溶解焓曲线求摩尔溶解焓,微分溶解焓和微分稀释焓的方法; 3.复习和掌握常用的测温技术。
实验原理摩尔溶解焓:即积分溶解焓,它是在一定温度和压力下,溶质B 溶于溶剂A 过程的焓变。
本实验在每一次溶解过程发生焓变后,通过加热所得溶液来标定本次溶解过程焓变的值。
具体步骤为:每次溶解后记下记录仪上曲线下降的格数,记为M i ;然后用恒定电流I 加热时间T ,记下曲线上升的格数,记为N 2;每次累加的加样量为n i 。
实验完成后,用万用表测出加热电阻丝的电阻R 。
则每次溶解溶质后的摩尔溶解焓为:⊿sol H m (i)=-(M i /N i n i )I 2RT (1)注意:格数都用雷诺图法确定。
摩尔稀释焓:即积分稀释焓,可由两个不同稀释度的摩尔溶解焓求得。
设两种稀释度分别为n 1,n 2,则两点间的摩尔稀释焓为:⊿dil H m =⊿sol H m ( i 1)-⊿sol H m ( i 2) (2) 微分溶解焓定义为:AnP T B n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂ ,微分稀释焓定义为:Bn P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂。
根据⊿sol H m为n A,,n B 的一次齐函数,可导出 m sol H ∆=n 0B n P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂+An P T B n solH ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂,其中n 0= B A n n 。
根据摩尔溶解焓的数据作出m sol H ∆~n 0图,对曲线上任一点作切线,则微分稀释焓为切线斜率,微分溶解焓为切线与纵坐标的截距。
实验部分仪器与药品DYY-7型转移电泳仪,CJ-2磁力搅拌器,XWT 型台式自动平衡记录仪,数显惠斯通电桥,电子天平,自制杜瓦瓶 固体硝酸钾,去离子水 实验装置图,见图1:图1溶解焓实验装置图实验条件室温18摄氏度,一个大气压实验步骤分别测出室温和水温,并把水温调至室温。
KNO3的溶解焓及食用油发热量的测定刘海云石俊玲庄耀华陈卫麟(中山大学化学学院98级,广州,510275)摘要:用简单的量热器具测定了KNO3的溶解焓,并将其与文献值作了比较;用静态式氧弹卡计测量了两种食用油的发热量,研究了测量中低挥发性油类的点火方法,对比了两个样品发热量的差别。
关键词:溶解焓,发热量,氧弹卡计,雷诺校正。
1.引言许多化学变化过程都伴随着可测的热效应,即有热量的释放或吸收。
这些现象符合热力学第一定律并且与物质的状态、所参与反应的量有关,但是与反应所经历的途径却是无关的。
在一个定容反应系统中,热效应的变化可以用内能U的变化来衡量,而在一个定压反应系统中则可以用焓H的变化来衡量。
定义:H=U+p V,ΔH=ΔU+pΔV,其中ΔV是反应的体积变化,对于固体和液体来说是可以忽略的;对于气体反应ΔV=Δn RT。
由此,我们可以测量U 和H 的相对变化。
可使用各种类型的量热计来记录反应系统的温度变化,进而可以确定系统的内能变化ΔU,从而知道ΔH,以及各种过程的热效应。
本文工作测定了KNO3在291 K下的溶解焓及两种食用油的发热量,对实验结果作了分析,加深了对焓与内能的理解。
2.食用油发热量的测定用静态式氧弹卡计测量了两种食用油的发热量,其结果如下:2.1 实验部分2.1.1 实验原材料从市场上购得两种食用油,其一为纯正花生油,另一种为食用调和油。
2.1.2 实验方法(1)仪器热容的测定使用苯甲酸为标定物质来测定仪器的热容,并且使用计算机程序对测量过程中不可避免的热交换作出校正。
(2)发热量的测定称量定量的样品,于氧弹内充入足量的氧气以确保试样完全燃烧。
每个样品平行测定两至三次。
体系与环境热交换的校正:使用雷诺校正法校正热交换。
点火方法:由于食用油为流质,在仅使用铁丝点火时不易点燃,采用加入少量的棉花缠绕在铁丝上作引燃,效果很好。
但是由棉花所带入的额外热量必须扣除,故在整个测量过程中均严格控制加入棉花的质量,尽量保持实验的一致性,使棉花的燃烧热值可以整合进入氧弹热容里,从而避免繁琐的计算。
物化实验报告溶解焓引言溶解是一种重要的化学现象,它涉及到物质在溶剂中的相互作用和解离过程。
本实验旨在通过测定溶解反应过程中的温度变化,并计算溶解焓,来研究溶解现象。
溶解焓是溶解过程中放出或吸收的能量。
实验目的1. 学习测定和计算溶解焓的方法。
2. 研究不同物质溶解焓的差异。
实验原理溶解焓(ΔH),是指在等容条件下,将一定量的溶质完全溶解于溶剂中所伴随的放出(负值)或吸收(正值)的热量变化。
在实验中,通过测定溶液的温度变化来确定溶解过程中的热量变化,从而计算溶解焓。
实验步骤1. 准备实验所需材料:烧杯、温度计、称量纸、天平等。
2. 在烧杯中称取一定质量的溶剂,记录其质量。
3. 将溶剂加热到一定温度,并记录初始温度。
4. 加入溶质,快速搅拌溶解,然后迅速记录溶液的最高温度。
5. 将实验装置密闭一段时间,观察温度的变化并记录。
数据处理与结果分析根据实验步骤得到的数据,可以计算溶解过程中的焓变(ΔH)。
计算公式如下:ΔH = Q/m其中,ΔH为溶解焓,Q为释放或吸收的热量,m为溶质的质量。
根据实验数据计算溶解焓,并进行结果分析。
结果与讨论根据计算得到的溶解焓数据,可以比较不同物质溶解焓的差异。
在实验中,可以选取不同的溶质,例如无机盐、有机物等,比较它们的溶解焓大小。
实验结果可能会受到实验条件、设备精度等因素的影响,需要进行合理的控制和分析。
结论本实验通过测定溶解过程中的温度变化,并计算溶解焓,研究了溶解现象。
实验结果可以得到不同物质溶解焓的差异。
总结溶解焓是溶解过程中放出或吸收的能量,它是研究溶解现象的重要参数。
通过本实验,我们学习了测定和计算溶解焓的方法,并研究了不同物质溶解焓的差异。
实验结果对于深入理解溶解现象有一定的指导意义。
参考文献(提供相关实验原理和数据处理的参考资料)。
溶解热的测定刘晓惠 化51 2005011837 同组实验者:韦冰心 实验日期:2008-3-19 提交报告日期:2008-4-21 引言 1.1 实验目的1.设计简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓。
2.由作图法求出该物质在水中的摩尔稀释焓、微分溶解焓和微分稀释焓。
3.复习和掌握常用的测温技术。
1.2 实验原理在一定温度和压力下,物质B 溶解于溶剂A 的过程的焓变称为溶解焓,用∆sol 表示。
其摩尔溶解焓为sol sol m BHH n ∆∆=(1) 式中.n B 为溶解于溶剂A 中的溶质B 的物质的量。
微分溶解焓定义为: A sol T,P,n BH()n ∂∆∂ 微分稀释焓定义为 B sol T,P,n AH()n ∂∆∂ 在定温定压下,溶解焓是溶液中溶质B 的物质的量n B 和溶剂A 的物质的量n A 的一次齐函数,sol A,B H=f(n n )∆ (2)应用数学上的欧拉定理,由(2)式可推导得:B A sol sol sol A T,P,n B T,P,n A B H HH=n ()n ()n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (3) 或B A sol sol A sol m T,P,n T,P,n B A BH H n H =()()n n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (4) 令n 0=n A /n B(4)式改写为:B A sol sol sol m 0T,P,n T,P,n A BH HH =n ()()n n ∂∆∂∆∆+∂∂ (5) (5)式中的∆sol H m 可由实验测定,n 0由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量可计算得到。
作出∆sol H m —n 0曲线,见图1。
曲线某点(n 01)的切线的斜率为该浓度下的微分稀释焓,切线与纵坐标的截距,为该浓度下的微分溶解焓。
显然,图中n 02点的摩尔溶解焓与n 01点的摩尔溶解焓之差值为该过程的摩尔稀释焓。
dil m sol m 02sol m 01H H (n )H (n )∆=∆-∆ (6)图1 ∆sol H m —n 0曲线本实验测硝酸钾溶解在水中的熔解热,是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应。
实验1 溶解焓的测定【实验目的】1.学会用量热法测定盐类的积分溶解焓;2.掌握雷诺图解法求真实温度的原理和方法;3.熟悉数字贝克曼温度计的使用方法。
【实验原理】盐类溶解通常包含晶格破坏和离子溶剂化两个过程。
前者吸热,后者放热,两个过程热效应的总和就是盐类溶解过程的热效应。
等压下1mol溶质溶解过程的热效应称为该物质的溶解焓,单位为J·mol-1。
温度、压力、溶质和溶剂的性质以及用量都会影响溶解焓数值。
溶解焓分为积分溶解焓和微分溶解焓。
摩尔积分溶解焓是指在一定温度、压力下把1mol溶质溶解于一定量溶剂中(通常指200 mL水)形成一定浓度的溶液时所吸收或放出的热量。
由于此过程中溶液浓度是连续变化的,故又称积分溶解焓为变浓溶解焓。
微分溶解焓是指在温度、压力及溶液组成不变的条件下,向溶液中加入溶质后的热效应,也可理解为将1mol溶质溶解于无限大量的某一定溶液中所产生的热效应,由于此过程中,溶液浓度只有微小的变化或者可以视为不变,故微分溶解焓又称为定浓溶解焓。
它是溶液组成的函数。
在绝热容器中测定积分溶解焓的方法大致有两种:一种是先用标准物质测出热量计的热容,然后再测定待测物质溶解过程的温度变化,从而可求出待测物质的积分溶解焓;另一种是测定溶解过程中温度的降低,然后由电热法使该体系恢复到起始温度,根据所耗电能计算出热效应。
本实验拟采用第一种方法测定NH4Cl溶于水的积分溶解焓。
取一定量溶剂于量热计(绝热)中,等压条件下,将定量溶质溶解于量热计内的溶剂中,用数字式贝克曼温度计测定溶解过程的温度变化。
根据绝热系统热效应为零可求得该物质的溶解焓:()[]22211m TM C C m C m m sol ∆++-=H ∆热量计的热容是指除溶液外,使系统升温1K 所需的热量/J·K -1,可通过测定已知积分溶解焓的标准物质KCl 的T ∆,标定出C 值。
不同温度下KCl 在水中的溶解焓见教材表1.1。
溶解焓的测定今天咱们来聊聊溶解焓这档子事儿,听起来挺高大上的,但其实它跟咱们日常生活息息相关,就像是炖肉的火候,掌握好了,那味道可就绝了。
溶解焓,简单说,就是物质溶解时放热或者吸热的度量,它就像是物质溶于水时的一场能量盛宴,有的物质喜欢“热情似火”,溶解时放出热量,让人感觉到一股暖流;有的则“高冷范儿”,溶解时吸收热量,带来一丝丝凉意。
想象一下,你手里拿着一包食盐,准备加到热水里。
这时候,食盐颗粒就像是等待着舞台聚光灯的小演员,一旦接触到水分子,它们就开始了一场精彩的表演。
食盐溶于水,放出热量,那水温就会微微上升,就像是给热水加了个小火苗,虽然不起眼,但足以让人感受到一丝温暖。
这就是溶解焓在起作用,它记录着这场能量交换的过程,让咱们知道,原来食盐溶于水,不仅仅是个物理变化,还是个能量的小小爆发。
再来说说冰块吧,这可是个“高冷”的代表。
夏天来了,咱们都喜欢在饮料里加点冰块,享受那份清凉。
冰块溶于水,吸收热量,就像是它带着个小小的制冷机,把饮料里的热量都给吸走了,让人一喝下去,整个人都精神了起来。
这时候,溶解焓又成了咱们的好朋友,它默默记录着冰块和水的能量交换,让咱们明白,原来这份清凉,也是有科学道理的。
说到测量溶解焓,那可真是个技术活。
咱们得用各种精密的仪器,像温度计啊、量热器啊,来捕捉这些微妙的能量变化。
就像是侦探破案,得仔细观察每一个细节,才能找到真相。
不过呢,虽然过程有点复杂,但结果却是让人兴奋的。
当咱们看到那些数据,就像是打开了新世界的大门,原来物质的溶解,竟然藏着这么多秘密。
溶解焓不仅仅是个科学概念,它还能帮咱们解决不少实际问题。
比如说,在化工生产中,咱们得知道哪些物质溶解时会放热,哪些会吸热,这样才能更好地控制反应条件,提高生产效率。
又比如说,在医药领域,溶解焓也是研究药物溶解性和稳定性的重要参数。
所以啊,溶解焓虽然听起来有点陌生,但它其实就在咱们身边,跟咱们的生活紧密相连。
它就像是物质世界里的一个小小密码,等待着咱们去破解。
【清华】溶解焓的测定【GHOE】溶解焓是指在恒定温度下,把溶质完全溶解在溶剂中所释放或吸收的热量。
溶解焓的测定对于研究溶解过程的热力学性质和溶解机制具有重要意义。
本文将介绍一种常用的测定溶解焓的方法——等温溶解热量法。
等温溶解热量法是通过测定溶解过程中溶液的温度变化来计算溶解焓的方法。
实验中,首先需要准备一定浓度的溶液,溶液的温度应该比溶质的溶解温度高一些,以确保溶质能够完全溶解。
将一定质量的溶质加入到一定体积的溶剂中,同时在溶液中插入一个温度计以测量溶液的温度。
在实验开始时,记录下溶剂和溶质的初始温度。
然后,将溶质逐渐加入溶剂中,并轻轻搅拌使其溶解。
在溶质完全溶解后,继续搅拌一段时间以确保溶液达到热平衡。
在整个过程中,要及时记录下溶液的温度变化。
根据热力学第一定律,溶液的热量变化等于溶解过程中释放或吸收的热量。
因此,可以通过测量溶液的温度变化来计算溶解焓。
根据热力学公式Q = mcΔT,其中Q表示热量变化,m表示溶液的质量,c表示溶液的比热容,ΔT表示温度变化。
假设溶液的比热容为常数,则可以得到溶解焓ΔH = Q/m。
测定溶解焓时需要注意以下几点。
首先,溶质和溶剂的质量应该尽量相等,以减小质量差异对实验结果的影响。
其次,溶质的溶解过程应该尽量缓慢,以确保测量的温度变化是均匀的。
最后,实验中要注意保持恒定的温度,避免外界温度的干扰。
通过等温溶解热量法可以测定不同溶质在不同溶剂中的溶解焓,从而揭示溶解过程的热力学性质和溶解机制。
这对于理解溶解现象的本质、优化工业生产过程以及开发新的溶剂具有重要意义。
同时,等温溶解热量法也为其他热力学测定提供了一种基础方法。
总之,等温溶解热量法是一种常用的测定溶解焓的方法。
通过测量溶液的温度变化,可以计算出溶解焓,从而研究溶解过程的热力学性质和溶解机制。
这种方法对于理解溶解现象、优化工业生产过程和开发新的溶剂具有重要意义。
溶解焓的测定
溶解焓的测定
实验目的:
1、用热量法测定kcl在水中的积分溶解焓,了解热量技术的基本原理和实验方法。
2、掌握贝克曼温度计的调节和使用方法
3、学习用雷诺图解法校正温度改变值
实验原理:
盐类溶于溶剂中有热效应发生。
定义。
恒温恒压下以一定量中的热效应,成为该物质的溶解焓。
实验所得的是荣誉物质的量为nmol的溶剂中形成一定浓度溶液的热效应,故所测量的结果是摩尔积分溶解焓△solhm(kg/mol)
晶体盐类溶解过程包括在溶剂作用下晶格离子由晶格进入溶液及离子溶剂化过程,破坏劲歌吸热是吸热过程,而离子溶剂化是放热过程,故盐溶解过程的热效应是这些过程热效应的总和。
溶解焓与溶质、溶剂的特性,温度及所形成溶液的浓度有关。
量热容器为800ml杜瓦瓶,内装一定量蒸馏水。
瓶盖上装有搅拌器、电加热器、样品管和贝克曼温度计。
搅拌器由调速电动机带动。
电加热器为一根浸入绝缘油中的阻值为2欧姆的锰铜丝。
用贝克曼温度计测定温度变化值,用放大镜可以读至0.002℃.
在样品管中装入一定量kcl,实验时击破样品管底部,盐类
溶于水中,实验测定溶解过程温度改变值△t熔,溶解过程中热效应q熔
q熔=△t熔
式中,k为量热计常数,即量热计各部分的热熔,kj/k。
为测定量热计常数,在与待测量系统接近的△t范围内用电热法对量热系统输入一定热量q电,测定电热过程温度的变值△t电,由
q电=k△t熔
可计算出k值,电热法提供的热量由下式得
q电=10-3ivt
式中,i为电流,a;v为电压,v;t为时间,s。
量热计常数也可由已知溶解焓的物质进行实验求得。
因杜瓦瓶不是严格的绝热体系,因此在盐溶解过程中体系与环境仍有微小的热交换。
为了消除热交换的影响,求得绝热条件下的温度改变值△t,本实验采用雷诺图解法对温度读数进行校正。
将观察到的温度读数对时间做图,连成padbq线,pa为初期,adb为主期,bq为末期。
由a点和b点的温度值可求出主期的温度读数变化值为△t′。
过△t′的重点c做平行于时间轴的直线交曲线于d点,过d点做垂线分别交pa和bq的延长线于e点和f点,e点、f点对应的温度差值即为校正后的温度改变值△t。
该法分别用初期和末期的变化率对前半主期和后半主期体系与环境间的热交换进行了补偿。
求得△t后,按式计算溶质的摩尔积分溶解焓(kj/mol)
△solhm=10-3ivt/△t电×△t熔×m/w
式中,m为溶质的摩尔质量,kg/mol;w为溶质的质量,kg;△t电、k△t熔分
别为校正后的盐溶解和电加热过程体系温度改变值,k。
仪器与试剂:
晶体管稳压器;直流电流表;直流电压表;滑线电阻;单刀双掷换线开关;杜瓦瓶量热器及其附件(搅拌器、电加热器、样品管等);贝克曼温度计;放大镜;停表;量筒。
kcl(分析纯)。
实验步骤:
①按图接好线路,有晶体管稳压器p输出的直流电压滑线电阻r加在电加热器h上,滑线电阻r用来调节电流强度。
通过电流表a和电压表v可以读出流经加热器h的电流和h两端的电压。
若将开关k导向接点2,电流在滑线电阻上放电,使其在电加热前整个电学系统处较稳定的状态,以便在正是加热时在h上稳定放电。
②调节贝克曼温度计,将温度计插于待测体系中,水银柱在标尺刻数3~4℃之间。
③在量热器的盖上安装好各个附件(搅拌器、电加热器、贝克曼温度计等)。
要注意调整各零件的合理位置(例如温度计在水银球要全部浸在水面以下,搅拌器与其余零件无摩擦,样品管底部位于搅拌器之上等)。
④量取500ml蒸馏水倒入杜瓦瓶中,盖好量热器的盖子。
⑤在干燥的样品管中用分析天平称入kcl晶体7~7.5g(准确至
0.0002g),放好玻璃棒,安装在量热器盖子上。
⑥把滑线电阻调至最大阻值,k保持在。
点,接通晶体管稳压器电源,然后将开关k倒向1,调节滑线电阻r,使电压在2.0~
2.5v之间,然后立即将开关k倒向2,任其在电阻r上放电。
⑦开动同步电机,用放大镜读出贝克曼温度计上的温度读数,读准至0.002℃,每分钟读一次,读书前用套有橡胶管的玻璃棒在温度计的水银柱面附近敲几下以消除水银在毛细管中的粘滞性。
⑧在温度变化率恒定5min后,将样品管击破使kcl溶解,但切勿用力过猛,是杜瓦瓶损坏。
继续读取温度,直到杜瓦瓶中温度回升。
⑨在温度回升其温度变化率稳定5min后,记取5min末(t1)的温度,同时使开关k倒向1,电加热器h正式加热,在加热期间每分钟记录电流、电压、温度各一次。
⑩当量热器内水温上升到接近加入kcl以前的最高温度,将开关k再倒向2,停止加热,同时记下准确时间(t2)。
再继续记录温度读数10次。
⑾切断所有电源,打开量热器,检查kcl是否溶完,如kcl 未溶完,则需重做。
注意:
在安装量热计盖子上各附件时,若样品管底部位于搅拌器之下,击穿样品管后因搅拌效果差致使样品沉于杜瓦瓶底部,延长溶解过程,引入误差。
故应调整好搅拌器位置。
第⑥部操作动作应快,以避免调节电流、电压值时h工作时间过长,引起水温明显升高,增加体系与环境间的热交换。
击穿样品管时切勿用力过猛,损坏杜瓦瓶。
数据记录和处理:
①记录样品质量和溶剂质量。
②列表记录温度、电流和电压随时间变化的数据。
③在坐标纸上绘制温度-时间曲线,用雷诺图解法分别求出△t熔和t电。
④求出电加热时间t=t2-t1,计算加热典雅和电流的平均值:
v=1/n∑vii=1/n∑ii
⑤按上述几式计算△solhm。
思考题:。
讨论热计量常数的物理意义和测定方法。
温度和浓度对溶解焓有无影响。
如何由实验温度下测得的溶解焓计算其他温度下的溶解焓。
还需什么数据。
实验中若先进行电加热测定量热器常数k,再溶解kcl,对测定结果有无影响。
讨论实验中所取水量和kcl量的精度对实验结果的影响。
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