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精品文档
溶解热的测定
引言
吴大维 2006030027 生64 同组实验者:王若蛟
实验日期:2008年5月16日 提交报告日期:2008年5月30日指导教师:张连庆
实验目的1.测量硝酸钾在不同浓度水溶液的溶解热,求硝酸钾在水中溶解过程的各种热效应。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。3.复习和掌握常用的测温技术。
实验原理
基本实验原理
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,需要了解以下几个基本概念。
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? H
sol
表示。
摩尔积分溶解热 在恒温恒压下,1mol溶质溶解于一定量的溶剂中形成一定浓度的溶液,
整个过程产生的热效应。用? H 表示。
sol m
? H
sol m
H
?? sol
?
n
(1)
B
式中, n为溶解于溶剂A中的溶质B的物质的量。
B
摩尔微分溶解热 在恒温恒压下,1mol溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产生的
?? H ?? H
热效应,以(
sol
?n
B
)
T,P,nA
表示,简写为( sol ) 。
?n nA
B
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1mol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?dilHm表示。
?dilHm??solHm2??solHm1 (2)式中,?solHm2、?solHm1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,1mol溶剂加入到某一浓度无限量的溶液中所发生的热
?? H ?? H
效应,以(
sol
?n
A
)
T,P,nB
表示,简写为( sol ) 。
?n nB
A
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 ? H??
sol
由(3)式可推导得:
(n,n) (3)
A B
?? H ?? H
?
sol
H?n(
A
sol
?n
A
)
T,P,nB
n( sol )
B ?n
B
T,P,nA
(4)
或 ? H ?
sol m
n
nA(
?? H
sol
)
T,P,n
?? H
( sol )
T,P,n
(5)
?n B ?n A
B A B
令n ?n
0 A
/n ,(5)改写为:
B
??
H ?? H
? H
sol m
?n(
0
sol
?n
A
)
T,P,nB
( sol )
?n
B
T,P,nA
(6)
(6)式中的? H 可由实验测定,n由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。
sol m 0
作出?
H
sol m
—n曲线,见图2-3-1。曲线某点(n
0 01
)的切线的斜率为该浓度下的摩尔微分稀
释热(即AD),切线与纵坐标的截距,为该浓度下的摩尔微分溶解热(即OC)。显然,图中n
CD
点的摩尔溶解热与n
01
02
点的摩尔溶解热之差为该过程的摩尔积分稀释热(即BE)。
由图2-3-1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出n,而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。
0
用简易量热计测溶解焓
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。装置及电路图如图2-3-2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Q。再由下式可求算出溶解热
T?T
?
sol
H?Q 2 1
T??T?
, Q?I2RT (7)
2 1
式中,T、T为加入溶质始末的体系的温度;Q为使体系从T?升至T?时的电热(J)
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