55A第二组物化实验-国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系.docVIP

國立高雄應用科技大學 化學工程與材料工程系 物理化學實驗預報 項目：溶解熱測定 班級:四化材三甲 組別:第二組 學號:1100101155 姓名:王薔評 指導老師:吳瑞泰、何宗漢 老師 目錄 一、實驗目的………………p.3 二、原理及相關知識……p.3~6 三、器材及藥品…………p.7 四、實驗步驟……………p.7 五、參考文獻……………p.10 實驗目的 1. 測量固體溶解或酸鹼中和的反應熱。 2.熟悉黑斯定律（Hesss Law）。 原理及相關知識 溶解熱：物質溶解於溶劑過程的熱效應，有積分溶解熱和微分溶解熱兩種。 積分溶解熱：指定溫定壓下把 1mol 物質溶解在 n0?mol 溶劑中時所產生的熱效應。由於在溶解過程中濃度不斷改變，因此又稱為變濃溶解熱，以 Qs 表示。 微分溶解熱：指在定溫定壓下把1mol物質溶解在無限量某一定濃度溶液中所產生的熱效應。在溶解過程中濃度可視為不變，因此又稱為定濃溶解熱，以 表示（定溫，定壓，定濃狀態下，由微小的溶質增量所引起的熱量變化）。 沖淡熱：又稱稀釋熱。把溶劑加到溶液中使之稀釋，在稀釋過程中的熱效應稱為沖淡熱。它也有積分（或變濃）沖淡熱和微分（或定濃）沖淡熱兩種。 積分沖淡熱：在定溫定壓下把原為含 1mol 溶質和 n01?mol 溶劑的溶液沖淡到含有 n02?mol 溶劑時的熱效應。它為兩濃度的積分溶解熱之差。以 Qd 表示。 微分沖淡熱：1mol 溶劑加到某一濃度的無限量溶液中所產生的熱效應，以 表示（定溫，定壓，定溶質狀態下，由微小溶劑增量所引起的熱量變化）。 積分溶解熱的大小與濃度有關，而且不具備線性關係。 積分溶解熱由實驗測定，在測定時可畫出一條積分溶解熱 Qs 與溶劑濃度 n0?之間的關係曲線。其它三種熱效應由 Qs～n0?曲線求得。 溶解過程的焓變為： ?ΔH = H? -?H = n1ΔH1?+?n2ΔH2 式中的?n1ΔH1?為溶劑在指定濃度溶液中溶質與純溶質摩爾焓的差，即為微分溶解熱。由於積分溶解熱為： （偏微分）。該切線在縱坐標上的截矩，即為該濃度溶液的微分溶解熱。在兩個濃度之間積分溶解熱的差值，就是積分沖淡熱。 硝酸鉀在水中溶解過程是個吸熱過程，一定量的硝酸鉀溶解在水中會使得水的溫度下降。用一個電熱絲對溶液進行加熱，在溫度回到加入硝酸鉀前原來溫度值時，這段時間所消耗的電能為： Q?=?I?2?R t?=?I V t 單位為焦。 這個電能即等於要測定的積分溶解熱。[1] 器材及藥品 貝克曼溫度計、熱水、冷水、碼表……等。 實驗步驟 貝克曼溫度計調整 同上，操作溫度是室溫下水的溫度(設定溫度=操作溫度+55oC) (二)測定量熱水當量(以一般酒精溫度計進行)： 1.在量熱器內杯放入質量m1(量熱器體積2/5，低於室溫10oC)溫度t1oC的冷水，記錄。 2. 在量熱器內杯放入質量m1(量熱器體積2/5，高於室溫10oC)溫度t2oC的溫水，記錄。 3.適度攪拌讓溫水與冷水均勻混合，混合後的溫度記錄為t3oC。 4.注意冷熱水加入的順序，本實驗以同一支溫度計測量。 5.量熱器的水當量為k，則溫水放出的熱量為m2x(t2-t3)，冷水吸收的熱為m1x(t3-t1)，量熱器所吸收的熱量為kx(t3-t1)，系統放出的熱量應等於吸收的熱量可得： 計算： ∵m2x(t2-t3)=m1x(t3-t1)+kx(t3-t1) ∴k=[m2x(t2-t3)/(t3-t1)]-m1 水的比熱等於1 cal/g-k 溶解熱的測定：(以貝克曼溫度計進行) 調整好被克曼溫度計，記錄在室溫下的度數t1 在量熱器內杯注入w2克蒸餾水(量熱器內杯體積8/10)並高於室溫1oC。記錄。 精稱w1克氯化鉀KCl(約5克)。記錄。 將貝克曼溫度計插入量熱器(水中)，每30秒紀錄溫度一次，測量10分鐘(20次)後，再將KCl粉末倒入熱水器(水)中。 繼續測量溫度，每30秒紀錄溫度一次，測量10分鐘(20次)。適當的攪拌讓KCl完全溶解。 由溫度曲線圖可觀察出未加入前溫度t2及最低溫度t3，計算溶質KCl的溶解熱(cal)及莫耳溶解熱(cal/mole)。[2] Q=(w2+k)xS1x(t2-t3)+w1xS2x(t1-t3) ΔH=(qxM)/w1 參考文獻 盐城师院基础化学实验教学示范中心/experiment/physicalchemistry/s03_rjr/s03.htm 高立圖書 物化實驗課本 7