《大学化学基础实验2》实验报告课程：物理化学实验专业：环境科学班级：学号：学生姓名：**指导教师：**实验日期：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：△sol H m=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2式中, sol H m 为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓, J·mol , m1 , m2 分别为水和溶质的质量, M 为溶质的摩尔质量,kg·mol -1 ;C1 ,C 2 分别为溶剂水, kg; 溶质的比热容,J·kg -1；T 为溶解过程中的真实温差,K;C 为量热计的热容, J·K- 1 ,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质 KCl 的 T ,标定出量热计热容 C 的值.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；蒸馏水天平1台；KCl；KNO3五、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℃由图可知： T=1.89℃:△sol Hm（KCl）=18933J/mol；C1=4200J/kg·℃C2=699000J/kg·℃;M（KCl）=0.0745kg/mol；m1=0.25kg；m2=0.0051774kg由△sol Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2得：C=-4673.7898J/KKNO 3溶解过程中数据记录：KNO 3质量：3.510g 平均温度:18.735℃ 未加KNO 3之前：t=19.11℃加KNO 3后：由图可知： T=0.75℃;C=-1049.9943J/K;C1=4202J/kg ·℃C2=894900J/kg ·℃;M （KNO 3）=0.103kg/mol ；m1=0.25kg ；m2=0.0035112kg由△sol Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2得:△sol Hm(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。

2.本实验产生误差的原因有哪些？答：本实验有误差，可能由于试剂颗粒过大，加入试样于量热计中没有迅速盖好，实验结束后试样没有全部溶解完等。

3.温度和浓度对积分溶解焓有无影响？答：有影响；通过△sol Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2可知温度对溶解焓有影响，而浓度过大相应的温差变化快，从而影响实验。

此外，影响溶解焓的因素还有压力、溶质、溶剂的性质以及用量等。

4.在本实验中，为什么要用作图外推法求溶解过程的真实温差？答：由于实验过程中搅拌操作提供了一定的热量，而且系统也并非严格的绝热系统，此在盐类的溶解过程中，难免与环境有微小的热交换。

为了消除这些影响，求出溶解前后系统的真实温度变化 T，所以采用作图外推法求真实温差。

5.使用ZT-2C型精密数字温差测量仪时，在测定温差过程中不可再按“基温设定”按键，否则会使已设定基温发生变化，造成测定结果出现错误。

6.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。

7.欲得到准确的实验结果，必需保证试样全部溶解，且操作和处理数据的方法正确。

温度传感器必要时进行校正。

实验二、液体饱和蒸气压的测定一、实验名称：液体饱和蒸气压的测定 二、实验目的：1、明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系以及克劳修斯-克拉佩龙方程的意义。

2、掌握用静态测定液体饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓。

3、初步掌握真空实验技术，了解恒温槽及等压计的使用方法。

三、实验原理：在真空密闭容器中，液体很快和它的蒸气建立动态平衡（蒸气分子向液面凝结和液体分子从液面逃逸的速率相等）。

此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压。

蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化焓。

液体的蒸气压与温度有关。

温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，蒸气压增大；反之，温度降低时，蒸气压减小。

当蒸气压等与外界压力时，液体沸腾，此时的温度称为沸点。

当外压为1atm （即101.325kpa ）时液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克拉佩龙方程表示： mm vap V T H dT dP ∆∆=式中，)()(l V g V V m m m -=∆由于)(g V m 远远大于)(l V m 故)(g V V m m ≈∆。

将气体是为理想气体，得：2RT H p dT dP mvap ∆= 假定m vap H ∆与温度无关，或因温度变化范围较小，m vap H ∆可以近似视为常数，积分上式，得：C RTH p P P mvap +∆-=][ln式中，P 为液体在温度t 时的蒸气压；[P]为压力p 的量纲，即pa ；C 积分常数。

此式可以看出，测定不同温度T 下液体的蒸气压p ，以][ln P P对1/T 作图，应为一直线，斜率为RH mvap ∆-，由直线斜率可求算液体的蒸发摩尔焓m vap H ∆。

测定饱和蒸气压的方法有三种：静态法，即在不同温度下直接测定液体的饱和蒸气压。

动态法，即在不同外界压力下测定其沸点。

饱和气流法，该法是使干燥的惰性气流通过测定物质，并控制气流流速使其为被测物质所饱和。

然后测定所通过的气体中被测物质蒸气的含量，就可根据分压定律算出被测物质的饱和蒸气压。

四、实验仪器与试剂：饱和蒸气压测量装置教学实验仪(9DPCY-2C)1套（包括恒温水槽1台、等压计1支、数字压力计1台）；真空泵1台及附件；精密温度温差测量仪（JTD-2A ）1台；乙醇（AR ）五、实验步骤：1.从气压计读取大气压，并记录。

2.装样。

将乙醇溶液通过等压计的加样口12装入等压计，使试样球9内的乙醇约占小球体积的2/3，同时保证U 形管内含有一定量的乙醇，将等压计放入恒温水槽中，然后按图（P160)接好仪器。

3.打开饱和蒸气压测定教学试验仪电源开关，预热5min 后，调量纲旋钮至“kpa ”档。

使饱和蒸气压测定教学实验仪通大气，再按下“清零”键。

4.检查系统是否漏气。

5.测定室温下乙醇的饱和蒸气压。

关闭稳压包的增压阀（进气阀），打开真空包的减压阀（抽气阀），开启真空泵约5min ，将系统中的空气抽出，这时试样球与U 形管之间的空气呈气泡状通过U 形管中的液体逸出。

当发现气泡成串逸出时，可迅速关闭缺抽气阀门3（若沸腾不能停止，可缓缓打开增压阀，使少许空气进入系统），至乙醇开始沸腾，关闭减压阀，待乙醇沸腾1~2min 后，缓慢开启增压阀放入空气，直至等压计U 形管两端液面平齐，迅速关闭增压阀，记录此时恒温槽水浴的温度t ，及饱和蒸气压教学实验仪上的压差值p ∆。

根据大气p p p -=∆，计算出所测温度下液体的饱和蒸气压p1，并与标准数据比较，误差较大时，需重复此步骤。

6.调整恒温水浴温度，使之升高5℃（升温时可看到有气泡通过U 形管逸出），待系统恒温后，液体将再次沸腾；在缓慢开启增压阀，缓缓放入空气，直至等压计U 形管两端液面平齐。

迅速关闭旋塞，记录此时恒温槽水浴的温度即饱和蒸气压教学实验仪上的压差值p ∆及水浴温度t ，计算出所测温度下液体的蒸气压p2。

7.重复5、6步骤，每次使恒温槽水浴升温5℃，重复操作，测定乙醇在不同温度下的蒸气压，直至温度到55℃左右为止。

要求记录6~8组温度-压差数据。

8.实验结束后，打开阀门3、4，使系统与大气相通。

关闭教学实验仪、恒温水槽的开关，将系统排空，然后关闭真空泵。

六、实验数据记录与处理1.设计实验数据记录表，记录原始数据并计算ln （p/[p]）和1/T 。

温度：16.6℃ 大气压：88.38KPa温度t/℃ 30 35 40 45 50 55 压 差p ∆/KPa -76.78 -69.28 -67.86 -63.96 -56.92 -54.45 饱和蒸气压p*/KPa 11.6 19.1 20.52 24.42 31.46 33.93 lnp* 2.45 2.95 3.02 3.20 3.45 3.52 1/T （K ）0.003300.003250.003190.003140.003090.003002.以lnp*对1/T 作图，由直线的斜率求出m vap H *∆。

由图知：斜率K=0.2402.；因为K=-R H m vap *∆所以m vap H *∆=-KR=-0.2402x8.3145=-1.997J/mol七、实验问题讨论1.本实验产生的误差因素有哪些？答：当地大气压、判断液面是否相平的标准、液面相平时数据的采集都会对实验结果造成影响。

2. 为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵？ 答：如果不与大气相通，球管内的液体可能会被吸入到缓冲储气罐。