溶解焓和微分
实验1 溶解焓的测定
实验1 溶解焓的测定【实验目的】1.学会用量热法测定盐类的积分溶解焓；2.掌握雷诺图解法求真实温度的原理和方法；3.熟悉数字贝克曼温度计的使用方法。
【实验原理】盐类溶解通常包含晶格破坏和离子溶剂化两个过程。
前者吸热，后者放热，两个过程热效应的总和就是盐类溶解过程的热效应。
等压下1mol溶质溶解过程的热效应称为该物质的溶解焓，单位为J·mol-1。
温度、压力、溶质和溶剂的性质以及用量都会影响溶解焓数值。
溶解焓分为积分溶解焓和微分溶解焓。
摩尔积分溶解焓是指在一定温度、压力下把1mol溶质溶解于一定量溶剂中（通常指200 mL水）形成一定浓度的溶液时所吸收或放出的热量。
由于此过程中溶液浓度是连续变化的，故又称积分溶解焓为变浓溶解焓。
微分溶解焓是指在温度、压力及溶液组成不变的条件下，向溶液中加入溶质后的热效应，也可理解为将1mol溶质溶解于无限大量的某一定溶液中所产生的热效应，由于此过程中，溶液浓度只有微小的变化或者可以视为不变，故微分溶解焓又称为定浓溶解焓。
它是溶液组成的函数。
在绝热容器中测定积分溶解焓的方法大致有两种：一种是先用标准物质测出热量计的热容，然后再测定待测物质溶解过程的温度变化，从而可求出待测物质的积分溶解焓；另一种是测定溶解过程中温度的降低，然后由电热法使该体系恢复到起始温度，根据所耗电能计算出热效应。
本实验拟采用第一种方法测定NH4Cl溶于水的积分溶解焓。
取一定量溶剂于量热计（绝热）中，等压条件下，将定量溶质溶解于量热计内的溶剂中，用数字式贝克曼温度计测定溶解过程的温度变化。
根据绝热系统热效应为零可求得该物质的溶解焓：()[]22211m TM C C m C m m sol ∆++-=H ∆热量计的热容是指除溶液外，使系统升温1K 所需的热量/J·K -1，可通过测定已知积分溶解焓的标准物质KCl 的T ∆，标定出C 值。
不同温度下KCl 在水中的溶解焓见教材表1.1。
实验3溶解热的测定.ppt
• 令n0 =nA/ nB
• △solHm = n0（э△solH /эnA）T、P、NB +（э△solH /эnB）T、nA
•
式中△solHm 可由实验测定，n0由实验中所用的溶质和溶剂 的物质的量可计算得到。 作△solHm- n0曲线，见下图，曲线 某点（n01）的切线斜率为该浓度下的微分稀释焓，切线与纵坐 标的截距，为该浓度下的微分溶解焓。图中n02点的摩尔溶解焓 与n01摩尔溶解焓之差为该过程的摩尔稀释焓。 • △Hdil = △solHm（n02）-△solHm（n01）
• 药品名称 __________ • 称量瓶加药品总质量 （g） KCL____KNO3 ________ • 倒出药品后称量瓶质量（g） KCL___ KNO3 _________ • 药品净重（g） KCL_____KNO3 __________ 温度记录：(时间/分) • 前期温度(时间/分) KCL_______KNO3 _______ • 溶解时温度变化(时间/分) KCL_______KNO3 _______ • 后期温度 KCL________KNO3 _______ • KCl溶液的最终温度： ___________℃ • KNO3溶液的最终温度：____________℃
溶解热的测定方法？
思考：
通过燃烧热测定的实验过程设计与仪器装置，说一说一 套量热装置需要什么基本仪器？实验获得的原始数据是那些？ 如何进行数据处理？
溶解热的测定方法？
溶解热的测量
可通过绝热测温式量 热计进行，它是在绝热 恒压不作非体积功的条 件下，通过测定量热系 统的温度变化，而推算 出该系统在等温等压下 的热效应。
物化实验报告：溶解热的测定 KCl、KNO3
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 溶解热的测定【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。
【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 ；度升3C 为量热计的热容(指除溶液外,使体系温高1℃所需要的热量) ，单位：kJ 。
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．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 。
【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.)【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。
积分溶解焓和微分溶解焓
积分溶解焓和微分溶解焓在热力学中，溶解是指将一种物质溶解在另一种物质中。
溶解是广泛应用于实际应用中的一种化学过程，如药物制剂、肥料制备、树脂制备、食品加工等领域。
对于溶解反应，人们需要对其进行热力学分析，以确定适当的条件和操作步骤。
因此，本文将会介绍如何研究溶解反应中的热力学参数，特别是积分溶解焓和微分溶解焓。
一. 积分溶解焓积分溶解焓（deltaH)也称为总焓，定义为单位质量溶解物在无限大浓度区域内完全溶解所吸收（放出）的热量变化。
常常表示为下式。
DeltaH = H(溶液) - H(纯溶剂)其中H(纯溶剂)指的是纯溶剂在相同条件下的热能，H(溶液)指的是含有混合物的溶液在相同条件下的热能。
在这里需要注意的是，积分溶解焓只是确定溶解热变化的能力，但它不能确定溶解热的速率变化。
此外，积分溶解焓可以人为地控制混合物配方以及混合物的热力学特性，但在实际应用中需要考虑其经济性和可行性。
微分溶解焓（deltah)表示单位质量在任意浓度下的热力学变化率。
微分溶解焓可以用来描述反应的速率变化，并与积分溶解焓有所不同。
常常表示为下式。
deltah = (dH/dx)p,T其中dx表示质量分数改变的微小量，p表示压强，T表示温度。
微分溶解焓是一个渐变量，可以用于进一步分析反应速率变化的原因。
积分溶解焓和微分溶解焓之间的关系比较复杂。
二者的主要区别在于单位量的限制，即前者只针对纯物质，而后者则针对任意浓度。
在一些情况下，积分溶解焓和微分溶解焓可能具有相似的特征。
当溶解物在其溶解曲线的斜率较小时，二者之间的差异比较小。
当溶解物在其溶解曲线的斜率较大时，二者之间的差异比较大。
然而，积分溶解焓和微分溶解焓之间的差异可能对于一些特殊情况具有非常重要的作用。
例如，当固体物质溶解在液体中时，由于反应速率缓慢，经常需要使用较大的浓度范围，而且单位质量的溶解物的溶媒可能会发生变化。
在这种情况下，微分溶解焓对于研究溶解反应的速率变化非常有用。
化学溶解知识点总结
化学溶解知识点总结一、溶解的定义溶解是物质从固体、液体或气体的状态，转变为液体状态的一个过程。
在溶解过程中，溶质的微观粒子被溶剂的微观粒子包围，形成溶液。
二、溶解的热力学原理1. 溶解的热力学原理溶解是一个吸热过程，因为在溶解过程中需要克服分子间的相互作用力，使得溶质的微观粒子分散在溶剂中。
因此，溶解过程吸收了热量。
根据热力学的原理，当溶解的过程吸收的热量大于释放的热量时，该过程为吸热过程。
而溶解的过程吸收的热量小于释放的热量时，该过程为放热过程。
2. 热力学参数在描述溶解过程的热力学参数时，我们常常用到以下几个参数：（1）溶解热（△H）：描述在单位质量溶质溶解时所吸收或释放的热量。
单位为千焦或千卡。
（2）溶解焓（△G）：描述当溶质溶解时所产生的功。
当△G < 0 时，说明溶解过程是自发的；当△G > 0 时，说明溶解过程是非自发的。
（3）熵变（△S）：描述在溶解过程中系统的熵变化。
当△G = △H - T△S，其中 T 为温度。
当△S > 0 时，说明溶解过程是自发的。
三、溶解的影响因素1. 温度温度是影响溶解速率和溶解度的重要因素。
一般来说，随着温度的升高，溶解度也会升高，因为在高温下分子间的相互作用力较弱，溶质更容易向溶剂中离散。
但也有一些特殊情况，如氯化钠的溶解度随温度升高而降低。
2. 溶剂不同的溶剂对于溶解度有不同的影响。
溶剂的极性和分子大小是影响溶解度的重要因素。
一般来说，极性溶剂对极性溶质溶解度较好，而非极性溶剂对非极性溶质溶解度较好。
3. 溶质的种类不同的溶质的溶解度也会受到影响。
有的溶质在水中溶解度较好，有的在有机溶剂中溶解度较好。
不同的溶质的溶解度还会受到温度、压力等因素的影响。
4. 压力在溶解气体的过程中，压力对溶解度也有显著的影响。
根据亨利定律，溶解度与气压成正比。
5. 搅拌对于固体溶质溶解在液体溶剂中的过程，搅拌可以增加溶质与溶剂的接触面积，使得溶质更快地溶解。
溶解热的测定
• 4.实验中应注意那些问题?
• 本实验采用标准物质法进行量热计能当量的 标定。利用1molKCl溶于200mol水中的积分 溶解热数据进行量热计的标定。当上述溶解 过程在恒压绝热式量热计中进行时，可设计 以下途径完成
请思考：下列途径中△H1、△H2 表示的焓变过程有什么不同？
n1KCl（S）+ n2 H2O（l） 量热计，T1
质量，
CP ：物质的恒压比热容，既单位质量的物质 的等压热容，
CP（KNO3，S）=0.9522KJ.Kg-1.K-1,
△T =（T2- T1 ）：溶解前后系统温度的差值 (需经过雷诺校正)
n1：所加入的KNO3摩尔数
通过公式，既可求得1mol的KNO3溶于200mol的H2O 的溶解过程的积分溶解热。
标的截距，为该浓度下的微分溶解焓。图中n02点的摩尔溶解焓
与n01摩尔溶解焓之差为该过程的摩尔稀释焓。
•
△Hdil = △solHm（n02）-△solHm（n01）
图 △solHm- n0
提问与思考
• 1.简易量热计除了用于测定溶解热,还可以测 定那些过程的热效应?
• 2.能否用简易量热计测定物质的比热容?请说 出具体的方法与步骤。
变化率基本稳定后(既单位时间温度的变化值基本相同)后,每隔一分钟记录一 次温度,连续记录六次,作为溶解的前期温度。 （5）打开量热计盖子，将称好的KCl迅速倒入量热计并盖好盖子，保持与溶解 前相同的搅拌 速率，继续每分钟记录一次温度，直到温度不再变化时，再连 续记录六个温度变化率稳定的点，此六个点作为溶解的后期温度 （6）读取1/10℃温度计的读数，根据此温度从附表中查出相应的KCL的积分溶 解热。 （7）称量已倒出KCl的空称量瓶质量，准确计算已溶解的KCL的质量。
溶解热的测定
实验7 溶解热的测定一． 实验目的：1．掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。
2. 用电热补偿法测定KNO 33. 掌握溶解热测定仪的使用。
在不同浓度水溶液中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分稀释热和微分稀释热 二．实验原理：物质溶解过程所产生的热效应称为溶解热，可分为积分溶解热和微分溶解热两种。
积分溶解热是指定温定压下把1mol 物质溶解在n o mol 溶剂中时所产生的热效应。
由于在溶解过程中浓度不断改变，因此又称为浓变溶解热，以Δsol （∂Δsol H ∂n）H 表示。
微分溶解热是指定温定压下把1mol 物质溶解在无限量某一定稀释溶液中所产生的热效应。
在溶解过程中浓度可视为不变，因此又称为定浓溶解热，以 T,P,no 表示，即定温定压定溶剂状态下，由微小的溶质增量所引起的热量变化。
稀释热是指将溶剂添加到溶液中，使溶液稀释过程中的热效应，又称为冲淡热。
也有积分稀释热和微分稀释热之分。
积分溶解热是指在定温定压下把原含1mol 溶质和n 0mol 溶剂的溶液冲淡到含有n 02mol 溶剂时的热效应，为量浓度的积分溶解热之差。
微分稀释热是指将1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所引起的热效应以（∂Δsol H ∂n 0）T,P ,no 表示，即定温定压定溶质状态下，由微笑溶剂增量所引起的热量变化积分溶解热的大小与浓度有关，但不具有线性关系。
通过实验测定可以绘制出一条积分溶解热Δsol H 与相对于1mol 溶质的溶剂量n 0之间的关系曲线，如右图所示，，其它3种热效应由 Δsol H- n 0曲线求得。
设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为H m1和H m2，当溶质溶解于溶剂变成溶液后，在溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为H 1和H 2，对于由n 1mol 溶剂和n 2mol 溶质组成的体系，在溶解前体系总焓为H ＝n 1H m1＋n 2H m2 设溶液的焓为H ′＝n 1H 1＋n 2H 2此混合（即溶解）过程的焓变为ΔH = H΄ – H = n 1（H 1- H m1）+ n 2（H 2 –H m2）= n 1ΔH 1+ n 2ΔH 2在无限量溶液中加入1mol 溶质，上次第一项可以认为不变，再次条件下产生的热效应为ΔH 。
溶解热的测定
华南师范大学实验报告学生姓名 学 号 专 业 化学师范 年级、班级 课程名称 物理化学实验 实验项目 溶解热的测定 实验类型 验证 设计 综合 实验时间 年 月 日 实验指导老师 实验评分一、实验目的1.设计简单量热装置测定某物质在水中的积分溶解焓。
2.复习和掌握常见的量热技术与温度测定与校正方法。
3.由作图法求出该物质在水溶液中的摩尔稀释焓、微分溶解焓、微分稀释焓。
二、实验目的溶解热，即为一定量的物质溶解于一定量的溶剂中所产生的热效应。
溶解热除了与溶剂量及溶质量有关外，还与体系所处的温度及压力有关。
溶解热分为积分溶解热积分溶解热和微分溶解热。
积分溶解热即在等温等压条件下，1mol 溶质溶解在一定量的溶剂中形成某指定浓度的溶液时的焓变。
也即为此溶解过程的热效应。
它是溶液组成的函数，若形成溶液的浓度趋近于零，积分溶解热也趋近于一定值，称为无限稀释积分溶解热。
积分溶解热是溶解时所产生的热量的总和，可由实验直接测定。
微分溶解热是等温等压下，在大量给定浓度的溶液里加入1mol 溶质时产生的反应，它可表示为A n n H P T b sol ,)/(∂∆∂，因溶液的量很大，所以尽管加入1mol 溶质，浓度可视为不变。
微分热难以直接测量，但可通过实验，用间接的方法求得。
溶解热的测量可通过绝热测温式量热计进行，它是在绝热恒压且不做体积功的条件下，通过测定量热系统的温度变化，而推算出该系统在等温等压下的热效应。
本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。
利用1molKCl 溶于200mol 水中的积分溶解热数据进行量热计的标定。
当上述溶解过程在恒压绝热式量热计中进行时，可设计如下途径:等温、绝热在上述途径中，1H ∆为KCl(s)和H2O(l)及量热计从T1等压变温至T2过程的焓变，2H ∆则为在T2温度下，物质的量为n1mol 的KCl(s)溶于n2H2O(l)中，形成终态溶液的焓变。
因为021=∆+∆=∆H H H 12H H ∆-=∆所以)(])2(),([112,2,1T T K O H C n s KCl C n H m P m P -⨯++=∆m sol H n H ∆=∆12121,2,1)]2(),([T T H n O H C n s KCl C n K msol m P m P -∆++-=TM H m O H C m s KCl C m msol m P m P ∆∆++-=11,2,1)]2(),([（1）式中，m1和m2分别为溶解过程中加入的KCl(s)和H2O(l)的质量；C P,m 为物质的恒压比热容，即单位质量的物质的等压热容；C P （KCl,s ）=0.699kJ/(kg.K)； C P （H2O,l ）=4.18 kJ/(kg.K)；M1为KCl 的摩尔质量；12T T T -=∆，即为溶解前后系统温度的差值；m sol H ∆为1molKCl 溶解于200mol H2O 的积分溶解热，其不同温度下的积分溶解热可见附表。
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微分稀释焓：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加入 某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。
以QS对n0作图，在图中，AF与BG分别为将一摩尔 溶质溶于n01和n02摩尔溶剂时的积分溶解 焓QS，BE 表示在含有一摩尔溶质的溶液中加入溶剂，使溶剂 量由n01摩尔增加到n02摩尔过 程的积分稀释焓Qd。
曲线上A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分稀释 焓。切线在纵轴上的截距等于该浓度的微分稀释焓。 欲求溶解过程的各种热效应，首先要测定各种浓度 下称取216.2g蒸馏水于量热器中；
2、在台秤上称取2.5g\1.5g\2.5g\3.0g\3.5g\4.0g\4.0g\4.5g 的硝酸钾，并对称量瓶作出1－8编号；
3、将加热器放入瓶中，接头与直流电源接好，插入温 度计，打开搅拌器，打开直流电源，调节电压与电流
的乘积为 2.2W左右—恒定功率。
以n0表示
n0
nH 2O nKNO3
216.2 W累 18.02 101.1
2.按Q=IUt公式计算各次溶解过程的热效应。
3.按每次累积的浓度和累积的热量，求各浓度下溶液
的 n0和QS 4.将以上数据列表并作QS—n0图，并从图中求出
n0=80，100，200，300和400处的积分溶解热和微分 冲淡热，以及n0从80→100，100→200，200→300， 300→400的积分冲淡热。
(1)先测定量热系统的热容量C，再根据反应过程中温度变 化ΔT与C之乘积求出热效应(此法一般用于放热反应)。
(2)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。----本实验采用电热补偿法
量热器示意图
仪器药品
1.量热器（含加热器，磁力搅拌器）； 2.数字温度温差仪； 3.直流稳压电源; 4.秒表; 5.KNO3(化学纯)。
BE:积分稀释焓
AF和BE：积分 溶解焓 曲线上任一点斜 率：微分溶解焓
微分稀释焓
测量热效应是在“量热计”中进行。量热计一般可分为两 类:一类是等温量热计，如冰量热计，所测得的量为吸放热 过程中冰体积的变化;另一类（本实验采用）是绝热式测温 量热计，如图所示。
在绝热容器中测定热效应的方法有两种:
思考题
• 1. 如果反应是放热反应，应如何进行实验？ • 2. 可否用来测定液体的比热，水化热，生
成热及有机物的混合热等热效应？ • 3. 温度和浓度对溶解热有何影响？如何从
实验温度下的溶解热计算其它温度下的溶 解热 ？
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.实验过程中切勿把秒表按停读数，直到最后方可停表。 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。 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。
数据处理
1.根据溶剂的重量和加入溶质的重量，求算溶液的浓度，
实验目的
1.用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的 积分溶解焓。 2.作图法求KNO3在水中的微分溶解焓、微分稀释 焓、积分溶解焓。
实验原理
在热化学中，关于溶解过程的热效应的基本概念： 溶解焓 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，溶解焓可分为积分(或称变浓)溶解焓和微分 (或称定浓)溶解焓。 积分溶解焓 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，用Qs表示。
4、待量热器中的温度加热至高于环境温度 0.5~1.0度左右时，按数字温度温差计的采零 键，同时将量热器加料口打开，迅速加入编号 1样品，并开始计时，此时温差开始变为负温 差。当温差显示为零时，迅速加入第二份样品 并记下此时加热时间t，以下依次反复，直至 所有样品加完测定完毕。算出溶解热（t为加 热时间）Q=IVt。
微分溶解焓 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。
稀释焓 恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度 的溶液中使之稀释所产生的热效应。稀释焓 也可分为积分(或变浓)稀释焓和微分(或定浓) 稀释焓两种。
积分稀释焓 在恒温恒压下，把原含一摩尔溶 质及n01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时 的热效应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解 焓之差，以Qd表示。