计算机联用测定无机盐溶解热

物化实验报告溶解热的测定_KCl、KNO3实验报告：溶解热的测定——KCl、KNO3一、实验目的1.学习和掌握溶解热测定的原理和方法。

2.通过实验测定KCl和KNO3在水中溶解的热效应。

3.比较相同浓度下KCl和KNO3的溶解热效应差异。

二、实验原理溶解热是指物质在溶解过程中所伴随的热量变化。

当物质溶解时，其分子或离子会从固态或晶体状态分散到溶剂中，这一过程通常会吸收或释放热量。

溶解热的测定有助于了解物质溶解过程中的热力学性质。

溶解热的测定通常采用量热计进行。

量热计可以准确地测量溶液温度的变化，并以此来计算溶解热。

根据Arrhenius公式，溶解热与温度有关，因此，通过测量不同温度下的溶解热，可以评估温度对物质溶解热效应的影响。

三、实验步骤1.准备实验器材：500ml烧杯、电子天平、量筒、水浴锅、保温杯、恒温水浴、热量计等。

2.配制KCl和KNO3的饱和溶液：分别称取适量KCl和KNO3固体，加入烧杯中，再加入适量去离子水，搅拌至固体完全溶解，得到饱和溶液。

3.测量溶解热：将保温杯中的去离子水倒入量热计中，插入电子天平，记录初始温度T1。

分别将KCl和KNO3的饱和溶液倒入量热计中，记录溶解后的温度T2。

根据温度差和水的质量，计算溶解热。

4.重复测量：为了确保实验结果的准确性，可以重复以上步骤几次，每次测量不同的浓度。

5.数据处理和分析：整理实验数据，根据溶解热的计算公式，比较相同浓度下KCl和KNO3的溶解热效应差异。

四、实验结果与讨论1.实验数据：以下是实验测定的KCl和KNO3在水中溶解的热效应数据。

2.结果分析：从上表可以看出，相同浓度下，KCl的溶解热效应比KNO3高。

随着浓度的增加，两种物质的溶解热效应都逐渐增大。

这表明在溶解过程中，KCl分子或离子从固体分散到水中的吸热过程比KNO3更为显著。

此外，KCl和KNO3的溶解热效应与Arrhenius公式中的常数相关联，这意味着溶解热的温度依赖性较强。

实验原理
1 、溶解热：在恒温恒压下， n2 摩尔溶质溶于 n1 摩尔溶 剂(或溶于某浓度的溶液 )中产生的热效应，用Q表示。 溶解热可分为积分溶解热和微分溶解热。 积分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于n0摩尔溶 剂中产生的热效应，由于过程中溶液的浓度逐渐改变， 因此也称为变浓溶解热用Qs表示。 微分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于某一确 定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。由于在溶解 过程中溶液浓度可实际上视为不变，因此也称为定浓 溶解热。以 表示。 2、冲淡热：把溶剂加到溶液中使之稀释，其热效应称 为冲淡热。它有积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲 淡热两种。通常都以对含有1摩尔溶质的溶液的冲淡情 况而言。
实验原理
本实验是采用绝热式测温量热计，它是一个包括 杜瓦瓶、磁力搅拌器、电加热器和测温部件等的量热 系统。装置及电路图如图Ⅱ-3-2所示。 因本实验测定KN03在水中的溶解热是一个吸热过 程，可用电热补偿法，即先测定体系的起始温度T，溶 解过程中体系温度随吸热反应进行而降低，再用电热 补偿法使体系升温至起始温度，根据所消耗电能求出 热效应Q。 Q＝I2Rt＝UIt 式中，Ｉ为通过电阻为R的电热器的电流强度(A)； U为电阻丝两端所加电压(V)；ｔ为通电时间(s)。 利用电热补偿法，测定KN03在不同浓度水溶液中的 积分溶解热，并通过图解法求出其他三种热效应。
思考题
1.如果反应是放热的，则应如何进行实验？ 2.何谓积分溶解热和微分溶解热？我们测的是哪一种？
3.影响本实验结果的因素有哪些？
4.温度和浓度对溶解热有无影响？
实验注意事项
1、实验过程中要求I、V值恒定，故应随时注意调节。 2、实验过程中加热时间与样品是累积的，秒表读数是 累积的，切不可在实验中途将秒表停住。 3、固体KNO3 易吸水，故称量和加样动作应迅速。固 体KNO3在实验前务必研磨成粉状，以确保样品充分溶 解。 4、量热器绝热性能与盖上各孔隙密封程度有关，实验 过程中要注意盖好，减少热损失。

操作步骤1．在天平上称取216.2克蒸馏水于量热器中。

2. 调节磁力搅拌旋纽。

3．将量热器上的加热器插头与WLS-2输出相接，将传感器与温差仪接好，并插入量热器中（传感器插入被测液中深度应大于50mm）。

按下温差仪电源开关，此时显示屏仪表初始状态（实时温度），温度差显示基温20℃时的温差值。

4．在天平上先后称取2.5，1.5，2.5，3.0，3.5，4.0，4.0，4.5克碾磨后干燥的硝酸钾，依次为1-8编号（实际上，先称取一份，快完后再称取另一份做好准备）。

5．将WLS-2粗调、细调旋转逆时针到底，打开WLS-2电源，此时，加热器开始加热，调节WLS-2电流，使得电流I和电压V的乘积P=IV为2.5W（初始值）左右。

6. 打开SWC-电源和搅拌器电源，待量热器中温度加热到高于环境温度（即量热器中初始温度）0.5℃左右时，按采零键并按下锁定键，同时将量热器加料口打开，加入编号1样品，并开始计时（计算机软件操作中），此时温差开始变为负温差。

7. 当温差值显示为零时，加入第二份样品并记下此时加热时间T1（计算机自动记录），此时温差开始变负，待温差变为0时，再加入第3份样品，并记下加热时间T2（计算机自动记录），以下依次反复，直到所有样品加完测定完毕。

8.数据处理1）计算Q,n值（在“数据采集及计算”窗口里）①输入每组样品的质量（顺序不能弄错，否则结果不对），样品的分子质量，水的质量，电流和电压值。

②执行“操作”菜单→“计算”→“Q,n值”命令，软件自动计算出时间，积分溶解热（每组）和摩尔比值（每组）。

2）计算反应热（在“溶解热Q—N曲线图”窗口里）①输入点坐标（8个坐标值）。

执行“操作”菜单→“输入点坐标”（人工输入坐标值）或“操作”菜单→“自动输入”（软件自动记忆，“数据采集及计算”窗口处理的最终数据输入到填写坐标区域内）。

②执行“操作”菜单，“绘Q—N曲线”命令，电脑根据8个坐标值拟合一条曲线。

实验3 溶解热的测定一、实验目的1．用量热计简单测定硝酸钾在水中的溶解热。

2．掌握贝克曼温度计的调节和使用。

二、实验原理盐类的溶解往往同时进行着两个过程：一是晶格破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

最终是吸热还是放热，则由这两种热效应的相对大小来决定。

本实验在定压、不做非体积功的绝热体系中进行时，体系的总焓保持不变，根据热平衡，即可计算过程所涉及的热效应。

T C C W C W W M H m sol ∆⋅++-=∆][322111）（ （3.1）式中: m Sol H ∆为盐在溶液温度和浓度下的积分溶解热，单位：kJ·mo1–1；1W 为溶质的质量，单位：kg ；T ∆为溶解过程的真实温差，单位：K ；2W 为水的质量，单位：kg ；M 为溶质的摩尔质量，单位：kg·mo1–1； 21C C 、分别为溶质和水的比热，单位：11--⋅K kg kJ ；3C 为量热计的热容(指除溶液外,使体系温度升高1℃所需要的热量) ，单位：kJ 。

实验测得W 1、W 2、ΔT 及量热计的热容后，即可按(3.1)式算出熔解热m Sol H ∆。

三、仪器与药品溶解热测量装置一套（如图3.1所示）；500ml 量筒一个；KCl(A.R.) ；KNO 3(A.R.)四、实验步骤1．量热计热容的测定：本实验采用氯化钾在水中的溶解热来标定量热计热容3C 。

为此，先在干净的量热计中装入500m1蒸馏水，将与贝克曼温度计接好的传感器插入量热计中，放在磁力搅拌器上，启动搅拌器, 保持60－90转／分钟的搅拌速度，此时，数字显示应在室温附近，至图3.1溶解热测定装配图1.磁力搅拌器；2.搅拌磁子；3.杜瓦瓶；4.漏斗；5.传感器；6.SWC —IIC 数字贝克曼温度仪．温度变化基本稳定后，每分钟准确记录读数一次，连续8次后，打开量热计盖，立即将称量好的10克氯化钾(准确至0.01克)迅速加入量热计中，盖上盖，继续搅拌，每分钟记录一次读数，读取12次即可停止。