實驗1溶解焓的測定

2022-10-03 22:57:03 字數 1979 閱讀 4408

【實驗目的】

1.學會用量熱法測定鹽類的積分溶解焓;

2.掌握雷諾**法求真實溫度的原理和方法;

3.熟悉數字貝克曼溫度計的使用方法。

【實驗原理】

鹽類溶解通常包含晶格破壞和離子溶劑化兩個過程。前者吸熱,後者放熱,兩個過程熱效應的總和就是鹽類溶解過程的熱效應。等壓下1mol溶質溶解過程的熱效應稱為該物質的溶解焓,單位為j·mol-1。

溫度、壓力、溶質和溶劑的性質以及用量都會影響溶解焓數值。

溶解焓分為積分溶解焓和微分溶解焓。摩爾積分溶解焓是指在一定溫度、壓力下把1mol溶質溶解於一定量溶劑中(通常指200 ml水)形成一定濃度的溶液時所吸收或放出的熱量。由於此過程中溶液濃度是連續變化的,故又稱積分溶解焓為變濃溶解焓。

微分溶解焓是指在溫度、壓力及溶液組成不變的條件下,向溶液中加入溶質後的熱效應,也可理解為將1mol溶質溶解於無限大量的某一定溶液中所產生的熱效應,由於此過程中,溶液濃度只有微小的變化或者可以視為不變,故微分溶解焓又稱為定濃溶解焓。它是溶液組成的函式。

在絕熱容器中測定積分溶解焓的方法大致有兩種:一種是先用標準物質測出熱量計的熱容,然後再測定待測物質溶解過程的溫度變化,從而可求出待測物質的積分溶解焓;另一種是測定溶解過程中溫度的降低,然後由電熱法使該體系恢復到起始溫度,根據所耗電能計算出熱效應。

本實驗擬採用第一種方法測定nh4cl溶於水的積分溶解焓。取一定量溶劑於量熱計(絕熱)中,等壓條件下,將定量溶質溶解於量熱計內的溶劑中,用數字式貝克曼溫度計測定溶解過程的溫度變化。根據絕熱系統熱效應為零可求得該物質的溶解焓:

熱量計的熱容是指除溶液外,使系統公升溫1k所需的熱量/j·k-1,可通過測定已知積分溶解焓的標準物質kcl的,標定出值。不同溫度下kcl在水中的溶解焓見教材表1.1。

溶解焓測定裝置如圖1.1。

實驗中攪拌操作提供了一定的熱量,且係

統也並非嚴格的絕熱系統,為消除這些影響,

求出系統溶解前後真實溫度變化,常採用雷

諾**法。見圖1.2。

實驗測定溶解過程中不同時刻系統的溫度,

繪製溫度-時間曲線(ab稱為主期,主期以前的

pa段稱為前期,主期以後段bq稱為後期。),

求得真實溫差δt =tf-te。

【儀器試劑】

精密數字貝克曼溫度計1臺;300 cm3簡

單熱量計1只,電磁攪拌器1臺,200 cm3容量

瓶1個,秒錶1只,電子天平1臺(公用)。

分析純kci、nh4cl;蒸餾水。

【實驗步驟】

1.熱量計能當量c的測定

(1)開啟數字貝克曼溫度計的電源開關,預熱。

(2)取適量kcl研細,並準確稱取4.14 g左右的kcl備用。

(3)將熱量計擦乾,用容量瓶準確移取200 ml室溫下的蒸餾水於熱量計內,並將數字貝克曼溫度計感應器插入熱量計中。開攪拌器,(速度一定——形成漩渦),將數字貝克曼溫度計面板上的「溫度-溫差」按鈕置於「溫度」位置,測得溫度t1。

(4)將 「溫度-溫差」按鈕置於「溫差」位置,以與t1最接近的溫度為基溫,調節「基溫選擇」。

(5)觀察溫度變化,待溫度示數穩定後每分鐘記錄一次溫度資料,共八次。然後將迅速4.14 g kcl倒入熱量計中,每0.

5 min記錄一次溫度資料,共2次。之後,改為每隔1分鐘記錄一次溫度資料,共8次,止。

(6)再將 「溫度-溫差」按鈕置於「溫度」位置,測出熱量計中溶液的溫度。倒掉溶液,取出攪拌子,用蒸餾水洗淨熱量計。

溶解焓的測定

準確稱取2.97 g左右研細nh4cl,代替kcl重複上述操作。

注意:1.試劑稱量前要進行研磨,否則可能因為試劑顆粒過大影響溶解時間。

2.掉廢液時注意先把攪拌子拿出來,以防丟失。

3.不要開電磁攪拌器的加熱開關。

【資料記錄與處理】

1. 設計**,記錄溶解過程溫度資料。(強調**設計要求)

2. 根據實驗資料作出kcl溶解過程的溫度-時間曲線,用雷諾**法求出kcl溶解過程的真實溫差,計算熱量計能當量c值。

3.用雷諾**法求出nh4cl溶解過程的真實溫差,計算摩其爾溶解焓。

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