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《物化实验》溶解焓的测定

'《物化实验》溶解焓的测定'
溶解恰的测定姓名:范泓洋 学号2006030003班级:生型 同组实验:邢泽宇实验日期:2008.4.12,交报告日期:2008.4.19带实验助教:张荣俊1.引言1.1实验目的1.1.1测量硝酸钾在不同浓度水溶液的溶解热,求硝酸钾在水屮溶解过程的各种热效应。1.1.2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。1.1.3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,需要了解以下儿个基本概念。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 九H表示。摩尔积分溶解热 在恒温恒压下,1H1O1溶质溶解于一定量的溶剂屮形成一定浓度的溶 液,整个过程产生的热效应。用表示。九叽=』 (1)式中,知为溶解于溶剂A中的溶质B的物质的量。摩尔微分溶解热在恒温恒压下,lmol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(尝也)*〃表示,简写为(婆。onB ''人 dnR A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lmol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AdilHm表示!鞔- △曲尤1 ( 2)式屮,\禺沁、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,lmol溶剂加入到某一浓度无限量的溶液中所发生的 热效应,以(会也)"s表示,简写为(会也九。onA dnA 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 (3)由(3)式可推导得:+ 陶)Tp“* ( 4)+*(5)令禺=nA/nB , (5)改写为:△皿詁(讐)“”+(誉)“(6)式屮的△ s()lHm可由实验测定,q由实验屮所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。作出△ solHm - n.曲线,见Fig.K曲线某点(/^)的切线的斜率为该浓度下的摩尔微分稀ah释热(即丝),切线与纵坐标的截距,为该浓度下的摩尔微分溶解热(即0C)。显然,图CD中勺2点的摩尔溶解热与Bi点的摩尔溶解热之差为该过程的摩尔积分稀释热(即BE)。由Fig.l可见,欲求溶解过程的各种热效应,应当测定各种浓度下的摩尔积分溶解热。 本实验采用累加的方法,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岀心,而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。本实验是采用绝热式测温量热计,它是一个包括杜瓦瓶、搅拌器、电加热器和测温部件 等组成的量热系统。装置及电路图如Fig.2所示。因本实验测定KNO3在水中的溶解热是一 个吸热过程,热量的标定可用电热补偿法,即先测定体系的起始温度,溶解过程中体系温度 随吸热反应进行而降低,再用电加热法使体系升温至起始温度,根据所消耗电能求出热效应 Qo再由下式可求算出溶解热(7)q = i2rt式中,G 7;为加入溶质始末的体系的温度;Q为使体系从可升至T时的电热(J); T;、T为电加热始末的体系温度,/为电流强度(A); R为加热器电阻(Q); T为通电加热时间(S)o本实验采用热敏电阻测温系统(详见附录温度的测量与控制),(T2-T{)为溶解过程校 正后的峰高,(T;-T:)为加热过程校正后的峰高。2 ?实验操作2.1实验用品保温瓶(750ml) 1个,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,热敏电阻测温装置1套,加热器,精密毫安表,秒表,容量瓶(500ml),烧杯 (1000ml),温度计,研钵1只,小烧杯(50ml)(公用),分析天平(公用),高精度万用 表(公用)。KNO3 (AR)7Oo oFig?2热敏电阻测溶解热装置图。1.电磁搅拌器2.保温瓶3.加热器4.加样管5.测温电桥6.自动平衡记录仪7.精密安培表&稳压电源9.热敏电阻2.2实验条件室温:19.6°C2.3实验步骤231用自来水清洗保温瓶,再用去离子水润洗3遍。按Fig.2组装试验装置。要求仪器 装置绝热良好,体系和环境间的热交换尽量稳定并降至最小。2.3.2测量室温,取不少于500ml的去离子水,调节水温至19.6°C。用500ml容量瓶量 収500.00ml已调好温度的蒸僧水,注入保温瓶内。打开记录仪何电桥电源,调整电桥“粗调” 旋钮,使笔处于50格刻度。调整记录仪量程至20mV,走纸速度2.3.3开动搅拌器,调节测温电桥平衡调节旋钮,使记录仪的记录笔处于记录纸的屮间 位置,待温度基本稳定后,记录约4min (约记录纸的1格半)。直流稳压稳流电源调至稳流, 打开电源开始加热,同吋将电流值调至950mA左右(此后不要再调节电流),温度升高,记 录笔升至约70格左右(记录纸上的刻度),关闭电源停止加热。待记录仪记录曲线稳定于某 一刻度,加入称量好的约6gKNO3o此时由于KNO3溶解吸热,温度降低,记录笔降低,待 温度稳定后再记录至记录仪记录曲线稳定于某一刻度。2.3.4打开加热电源加热,同时打开秒表计时,待记录笔升至80格左右(加热使温度升 高的格数,以下次加入KNO3的量决定),关闭电源停止加热,同时停止计吋,记下加热吋 间。整个过程如Fig.3所示。2.3.5再按上述步骤依次加入约7、8、7 6g KNO3o2.3.6用万用表测量实验所用加热器的阻值Ro3 ?结果与讨论3.1实验原始数据 如Table.l所示Tabled实验原始数据记录及相关处理123456加入KNO3质量m/g6」2056.98148.20788.01877.0156.0436累计质量/g6.120513.101921.309729.328436.343442.387KNO3物质的量/mol0.060540.12960.21080.29010.35950.4192降温终点Ti/格9.011.84.59.922.935.0降温起点T?/格78.888.891.892.292.193.0温度降低(T2?Ti)/格69.877.087.382.369.258.0升温起点T17格9.011.84.59.922.935.0升温终点T27格8&891.892.092.093.092.0温度升高(T2*-Tr)/格79.880.
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