溶解焓的测定_承飞_2004030024
溶解焓的测定(实验数据分析)
溶解焓的测定(实验数据分析)本实验旨在通过比较固体氯化钠和氯化钙在不同温度下的溶解焓，探究溶解过程中温度对溶解焓的影响。
实验中，分别将一定质量的固体氯化钠和氯化钙加入到不同温度下的恒温水中，测定溶解过程中水的温度变化，并计算出溶解焓。
实验数据如下表：| | 温度/℃ | 加入质量/g | 初温/℃ | 终温/℃ | 溶解焓/kJ·mol-1 ||--------|--------|------------|--------|--------|----------------|| 氯化钠 | 30 | 5.0 | 23.5 | 27.5 | 5.99 || | 40 | 5.0 | 27.0 | 32.0 | 6.07 || | 50 | 5.0 | 31.0 | 36.0 | 6.24 || | 60 | 5.0 | 35.0 | 41.0 | 6.59 || | 70 | 5.0 | 39.0 | 45.0 | 7.13 || 氯化钙 | 30 | 2.0 | 23.3 | 27.4 | 17.88 || | 40 | 2.0 | 27.1 | 31.0 | 18.37 || | 50 | 2.0 | 31.2 | 35.2 | 18.93 || | 60 | 2.0 | 35.5 | 39.5 | 19.75 || | 70 | 2.0 | 40.0 | 44.0 | 20.77 |根据实验数据，可以得到以下结论：1. 溶解焓随着温度升高而增大。
这是因为随着温度的升高，反应的活化能降低，分子的热运动加剧，分子之间的距离缩短，离子化合物在水中的溶解速率加快，溶解焓变大。
2. 氯化钙的溶解焓比氯化钠的溶解焓大。
这是因为溶解焓与物质的离子化程度有关，氯化钙分解出三个离子，而氯化钠只分解出两个离子，因此氯化钙的解离程度比氯化钠大，溶解焓也就相对较大。
3. 实验数据的偏差较大，可能是由于实验过程中一些方面的误差所致。
实验一溶解焓的测定实验报告样例(12.29)刘建华
1．试验过程中为什么要求搅拌速度均匀而不宜过快？ 答：搅拌速度过快会造成溶解速度过快，吸热过快。此时加热器的热量不能及时补偿吸
热，造成溶解从环境吸热，从而使测定的数据不准（偏小）。
2．为什么要对实验所用 KN O3 的粒度作一些规定？粒度过大或过小在实验中会带来一些 什么影响？ 答：粒度过大造成溶解不完全，或有部分 KN O3 没有完全溶解，造成没有溶解热放出。 粒度过小会造成溶解速度过快，加热器不能及时补偿吸热，从而使测定的数据不准（偏 小）。
QS∗ = 34.98 − 0.157(t − 25°C)
（1.4）
当温度为 25℃，n0 为 200 时，由式（1.4）计算出的文献值 QS∗ =34.98 kJ·mol-1。将
表 3 中 QS =实验值 34.50 kJ·mol-1 与文献值 QS∗ 比较可看出：误差为 1.37%；
七、分析讨论
2
实验原始数据记录卡
实验教师 刘建华
实验原始数据记录及处理
称取蒸馏水质量（g）：216.20
表 1. 硝酸钾的称取质量与累计质量
第1列
第2列
第3列
序
号
m 样品 kNO3 （称取）（g）
时 间（s） mkNO3 （g）
单次
累计
累计
累计
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。
溶解焓和稀释焓溶解焓和稀释焓
使 用 前 在 热 水 中 浸 泡
1. 摩尔溶解焓
恒定T, p 条件下, 1mol溶质B溶解于物质的量为n的溶剂 中形成摩尔分数 xB = 1mol/(1mol + n) 的溶液时, 其焓变 ∆solHm(B, xB) 称为该组成溶液的摩尔溶解焓.
摩尔溶解焓又称为积分溶解热.
2. 摩尔稀释焓
恒定T, p条件下, 含有1mol溶质B, 摩尔分数为 xB, 1 的溶液 中添加溶剂稀释至 xB, 2, 过程的焓变 ∆dilHm(B, xB, 1 → xB, 2) 称即 指定条件下溶质B自xB, 1稀释为xB, 2的摩尔稀释焓.
∆dilHm(B, xB, 1 → xB, 2)可以通过同样T, p条件下xB, 1及 xB, 2 两个不同摩尔分数溶液的摩尔溶解焓∆solHm(B, xB, 1)及∆solHm(B, xB, 2)来求得.
• Ca(Ac)2在水中的 溶解焓小于0(溶解 放热)，故高温不 利于溶解，在热水 浴中Ca(Ac)2从溶 液中结晶出来
• 冷却使Na(Ac)2从热 饱和溶液中结晶出来
溶溶解解焓焓和和稀稀释释焓焓
• Na(Ac) Na(Ac) Na(Ac)使Biblioteka 用 时2溶 2手暧 解袋
2结
晶 放 出 结 晶 热
将 热 量 贮 存 为 溶 解 焓
硝酸钾溶解焓的测定
硝酸钾溶解焓的测定
实验目的
实验原理
仪器和试剂
实验步骤
数据处理
思考题
实验目的
使用自制的量热计测定硝酸钾的积分溶解焓。 学习使用贝克曼温度计进行精密温差测量。 学会用雷诺作图法对温差测量数据进行校正。
实验原理
盐类在溶解过程中，通常伴随有吸热或 放热现象，这种效应叫做溶解热，它可以是 正值，也可以是负值。温度、压力、溶质量 和溶剂量对其值的大小都有影响，为此摩尔 溶解热定义为25℃和101325Ｐa下1摩尔物质 溶解形成无限稀溶液所产生的热效应，它是 体系总的热效应，常被称为积分溶解热。恒 压下，溶解热即为溶解焓。
sol H m＝－ [(m 水 C 1 mC 2 ) K ] Mt
m
本实验首先采用已知摩尔溶解焓数据的 KCl作为标准物进行溶解实验，从而求出 所用量热计的比热容K，后在同一量热计 中进行KNO3样品的实验，即可求得KNO3 样品的摩尔溶解焓。
由于实际使用的杜瓦瓶并不是严格的绝热
系统，在测量过程中系统与环境存在微小
的热交换，因此不能直接利用读取到的温
差△t。为此我们 采取雷诺图解法对测量值
进行校正，以求得真实温差△ t。
雷诺图解法
温度 tG
A
B
G
将贝克曼温度计 △t G 指示的溶解过程的 D 温度对时间作图， C F 得到一条溶解曲线。 tF 时间 AB段表示正式加入 O 样品前5分钟体系温 度线；至B点时加入 取BC时间段的中点O作 样品，温度从B点快 垂线交CD与AB的延长线于F、 速下降至C点溶解完 G两点，则FG近似地等于真 全；CD段表示溶解 实温差Δt了。Δt ＝ t末 - t始＝ 完毕后5分钟体系温 t -t F G 度线。
【清华】030054-0310-溶解焓
溶解焓的测定姓名：张磊楠 学号2008030054 班级：生86 同组实验： 石穿实验日期：2010-3-10，交报告日期： 2010-3-17带实验助教：1. 引言王溢磊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，求硝酸钾在水中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 令0/A B n n n =，0,,,,()()B A sol sol so l m T P n T P n A BH HH n n n ∂∆∂∆∆=+∂∂ 上式中的⊿sol H m 可由实验测定，0n 由实验中所用的溶质和溶剂的物质的量计算得到。
作出⊿sol H m -0n 曲线，见图1。
曲线某点（01n ）的切线的斜率为该浓度下的摩尔微分稀释热（即AD CD），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02n 点的摩尔溶解热与01n 点的摩尔溶解热之差为该过程的摩尔积分稀释热（即BE ）。
图1 ⊿sol H m －n 0曲线由图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n 0，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。
装置及电路图如图2所示。
因本实验测定KNO 3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2121sol T TH Q T T −∆=′′− ， 2Q I RT = （7）式中，1T 、2T 为加入溶质始末的体系的温度；Q 为使体系从2T ′升至1T ′时的电热（J ）； 2T ′、1T ′为电加热始末的体系温度，I 为电流强度（A ）；R 为加热器电阻（Ω）；T 为通电加热时间（S ）。
物理化学实验答案
物理化学实验答案【篇一：物理化学实验报告】t>实验报告课程：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：实验日期：物理化学实验环境科学5月24日实验一、溶解焓的测定一、实验名称：溶解焓的测定。
二、目的要求:(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。
(2)掌握作图外推法求真实温差的方法。
三、基本原理：盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程：一是晶格的破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，即离子的水合作用，为放热过程。
溶解焓则是这两个过程热效应的总和，因此，盐类的溶解过程最终是吸热还是放热，是由这两个热效应的相应大小所决定的。
影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。
热平衡式：△solhm=-[（m1c1+m2c2）+c]△tm/m2四、实验主要仪器名称：ndrh-2s型溶解焓测定实验装置1套（包括数字式温度温差测量仪1台、300ml简单量热计1只、电磁搅拌器1台）；250ml容量瓶1个；秒表1快；电子天平1台；kcl；kno3；蒸馏水五、实验步骤：（1）量热计热容 c 的测定 ( 1 ) 将仪器打开 , 预热 . 准确称量 5.147g 研磨好的 kcl , 待用 . n kcl : n水 = 1: 200（2）在干净并干燥的量热计中准确放入 250ml 温室下的蒸馏水,然后将温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变化基本稳定后,读取水的温度 t1 ,作为基温.（3）同时, 每隔30s就记录一次温差值,连续记录8 次后, 将称量好的 5.174g kcl 经漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔 30s记录一次温度的数值,记录 8 次即可停止.（4）测出量热计中溶液的温度,记作 t2 .计算 t1 , t2 平均值,作为体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计.kno3 熔解热的测定:标准称量 3.513g kno3 ,代替 kcl 重复上述操作.六、实验数据记录与处理kcl溶解过程中数据记录：kcl质量：5.1774g 平均温度18.295℃未加kcl之前：t=19.24℃得：c=-4673.7898j/kkno3溶解过程中数据记录：kno3质量：3.510g 平均温度:18.735℃未加kno3之前：t=19.11℃加kno3后：由△solhm=-[（m1c1+m2c2）+c]△tm/m2得:△solhm(kno3)=23.45123kj/mol七、实验问题讨论1.样品颗粒的大小和浓度，对溶解焓测定有什么影响？答：粒度太大不好溶解要受影响，溶解过程过长温差变化过小，就会产生误差；浓度太大也是影响到溶解速度的，时间太长温差数值变化过大，溶解焓的测定就不准了。
溶解焓的测定
2、倒掉废液时注意先把搅拌子拿出来，以防丢失。 3、不要开电磁搅拌器的加热开关。 4、 加入试样于杜瓦瓶中后应迅速盖上， 刚开始时读取温度 （或 温差）要密一些，此后逐渐增大时间间隔。
3
5、欲得到准确的实验结果，必须保证试样全部溶解，且操作 和处理数据的方法正确。温度传感器必要时需进行校正。 6、实验所用温度测量装置的“温差”档的精度较“温度”档高，为减小 实验误差，故采用“温差”档记录盐类溶解过程的温度波动。 KCl 溶解过程数据记录 KCl 的质量：5.174g t1=17.85℃ 平均温度：17.33℃ t2=16.81℃
600 0.6 92
实验 数据处理
4
△solHm=-【 （m1C1+m2C2）+C】△TM/m2 KCl 的质量：5.174g 平均温度：17.33℃
△solHm（KCl、17.33℃ ）=18654.8J=【250*4.2+5.174*0.04+C】 *74*1.4∕5.174 C=-1981.87J∕g 平均温度：17.40℃
KNO3 的质量：3.51g
△solHm=-【 （m1C1+m2C2）-1981.87】△TM/m2 =【250*4.2+3.51*1.34-1981.87】*101*1.1∕ 3.51=29346.96J=29.35KJ 1、氯化钾硝酸钾粉末没有充分研磨。
问题讨论 及 误差分析
2、磁子没有转动导致溶剂没有充分溶解，温度没有突变。 3、温度变化过快，导致记录读数有误差。
585 0.3 88
615 0.3 94
KNO3 溶解过程数据记录 KNO3 的质量：3.51g
t1=17.86℃ 平均温度：17.40℃
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溶解焓的测定
承飞 2004030024 生44 同组实验者姓名 龙文
实验日期 2006-2-28
引言
实验目的
1．学习用简单量热计测定某物质在水中的积分溶解焓及用雷诺图法处理数据； 2．学习由积分溶解焓曲线求摩尔溶解焓，微分溶解焓和微分稀释焓的方法； 3．复习和掌握常用的测温技术。
实验原理
摩尔溶解焓：即积分溶解焓，它是在一定温度和压力下，溶质B 溶于溶剂A 过程的焓变。
本实验在每一次溶解过程发生焓变后，通过加热所得溶液来标定本次溶解过程焓变的值。
具体步骤为：
每次溶解后记下记录仪上曲线下降的格数，记为M i ；然后用恒定电流I 加热时间T ，记下曲线上升的格数，记为N 2；每次累加的加样量为n i 。
实验完成后，用万用表测出加热电阻丝
的电阻R 。
则每次溶解溶质后的摩尔溶解焓为：⊿sol H m (i)=-(M i /N i n i )I 2RT (1)
注意：格数都用雷诺图法确定。
摩尔稀释焓：即积分稀释焓，可由两个不同稀释度的摩尔溶解焓求得。
设两种稀释度分别为n 1,n 2,则两点间的摩尔稀释焓为：⊿dil H m =⊿sol H m ( i 1)-⊿sol H m ( i 2) (2) 微分溶解焓定义为：A
n
P T B n solH ,,⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∆∂ ，微分稀释焓定义为：B
n P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∆∂。
根据⊿sol H m
为n A,，n B 的一次齐函数，可导出 m sol H ∆=n 0B n P T A n solH ,,⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∆∂+A
n P T B n solH ,,⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂，其中n 0= B A n n 。
根据摩尔溶解焓的数据作出m sol H ∆～n 0图，对曲线上任一点作切线，则微分稀释
焓为切线斜率，微分溶解焓为切线与纵坐标的截距。
实验部分
仪器与药品
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，数显惠斯通电桥，电子天平，自制杜瓦瓶 固体硝酸钾，去离子水 实验装置图，见图1：
图1溶解焓实验装置图
实验条件
室温18摄氏度，一个大气压
实验步骤
分别测出室温和水温，并把水温调至室温。
用容量瓶准确量取500ml调温后的去离子水，加入保温瓶中。
按照装置图装好仪器，并使记录仪笔头初始于记录纸的50格线处。
打开磁搅拌子。
待记录仪所绘曲线稳定一段时间后，开始加热，至85格左右停止加热并待其稳定5分钟。
在此期间，研磨并称取6克左右的KNO3固体，在稳定5分钟之后加入保温瓶中。
待温度下降并稳定5分钟后开始加热并计时；至85℃左右停止加热，计下加热时间T i和电流I i。
再重复上一步骤6次，6次加样量分别为6，7，8，8，7，6，5克。
停止加热，用万用表测出加热电阻丝的阻值R。
结果与讨论
原始实验数据数据处理
原始数据记录见表1
表1 原始数据记录
水的质量m 0=500g ，加热电阻R=14.767Ω 加样质量m /g 6.0123 7.0005 8.0017 7.9907 7.0032 6.0020 5.0023 加热电流I /mA 930 930 930 930 931 930 930 加热时间T /s 142.46 161.03 163.53 164.16 132.57 108.34 95.63 降温起点 /格 86.5 92.0 98.0 96.0 97.0 93.0 88.0 降温终点 /格 9.5 3.5 0.5 0.5 15.5 25.0 33.0 升温起点 /格 11.5 7.5 3.5 4.0 18.0 27.0 34.5 升温终点 /格
92.0
98.0
96.0
97.0
93.0
88.0
88.0
根据上表算出每次的降温格数M i 和每次升温格数N i ，以及累加的KNO 3的物质的量
n i =∑=i
1k KNO k
3
M m mol ,稀释度n 0=i n n 水，从而根据(1)式算出累计的摩尔溶解焓⊿
sol H m (i)=
∑=∆
i
1
k m sol
)i (H ，根据(2)式算出摩尔稀释焓⊿dil H m ,得出结果数据表，见表2
表2 结果数据表
n 水=27.78 mol
降温格数 /格 78.0
88.5 98.5 95.5 81.5 68.0 55.0 升温格数 /格 80.5
90.5 92.5 93.0 75.0 61.0 53.5 n i /mol
0.05953 0.1288 0.2081 0.2872 0.3565 0.4159 0.4655 n 0 466.7 215.7 133.5 96.72 77.92 66.79 59.68 ⊿sol H(i) /J 1763.0 2011.2 2224.1 2153.0 1839.9 1542.5 1255.6 ⊿sol H /J 1763.0 3774.2 5998.3 8151.3 9991.2 11534 12790 ⊿sol H m /kJ 29.615
29.303
28.823
28.382
28.026
27.733
27.476
根据表2 数据作m sol H ∆～n 0图，见图2
图2
从图中读出n0为80，100，200，300，400处的⊿sol H m，并在对应点作出切线（图3），从而
求出相应的微分溶解焓和微分稀释焓（表3）和⊿dil H m（表4）
图3
表3 微分溶解焓和微分稀释焓
n 0
80 100 200 300
400
⊿sol H m kJ/mol 28.084
28.449 29.236 29.503 29.590 微分溶解焓 kJ/mol 26.317 26.984 28.362 29.077 29.393 微分稀释焓 J/mol 21.978
14.487
4.4051
1.4236 0.49678
结果分析
查书得知硝酸钾在n 0=200，t=18℃时的积分溶解焓⊿sol H m =35.392 kJ/mol ，而我们小组通过本次实验得到此时硝酸钾的积分溶解焓的实验值为⊿sol H m ’=29.236 kJ/mol ，实验值与理论值的相对偏差为%4.17%100392
.35236
.29392.35%100solHm solHm'-solHm =⨯-=⨯=
ΔΔΔα，可见
此次实验误差还是相当大的。
讨论
此次实验可能引入误差的地方比较多，样品的称量，投放，溶液温度的记录，以及加温控制方面都有可能引入误差。
做实验的时候，我发现红色记录笔在记录温度下降变化的时候常常发生小范围的反向运动（老师可以从我们组的温度记录图上看出，其中有长约1厘米左右的若干个颜色较深的记录片段），我认为这很可能是因为倒入的硝酸钾在溶液中溶解不均匀且不同浓度的硝酸钾溶液发生对流，或者由于搅拌磁子的搅动作用，使得在温度探头周围的溶液温度变化不稳定，从另外一个方面来想，这也充分体现了测温探头的敏感度比较高。
实验中第一次加入8g硝酸钾时，溶液温度下降比较剧烈，温度记录仪险些画出记录纸。
我想是否在升温过程中升温不是太高，降温过程就相应不会降得太低呢？我的理由是当我们在升温过程中，升得越多，图上每一小格所对应的实际温度值就越小，虽然这只能说明此次升温上一次邻近的降温每一小格所对应的实际温度值就越小，但是是否也会对下一次降温过程产生影响呢？
此外从温度记录图上还可以发现在高温处温度稳定情况比低温处要好，低温处温度达到稳定状态后会有不同程度上的缓慢升高的现象，我的解释是由于升温过程普遍比降温过程慢，所以杜瓦瓶在升温过程中与溶液温度基本保持一致，而降温过程较快，杜瓦瓶来不及和溶液达到热平衡而溶液已经完成吸热的过程，这一点属于本次实验的方法误差，无法克服，为了测准物质的溶解焓只能更换方法。
参考文献
《物理化学实验》清华大学出版社。