溶解热的测定讲解
如下图所示:
由图可见,AF为将一摩尔溶质溶于 n01摩尔溶液时的积分溶解热QS;BG 为将一摩尔溶质溶于n02摩尔溶液时 的积分溶解热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
α
到n02摩尔过程的积分稀释热Qd
BE BG - AF BG - EG (Qs )n02 (Qs )n01 Qd
OC
3. 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的量热 系统。装置及电路图如图2-2-2所示。
图2-2-2 量热器及其电路图 1-伏特计;2-直流毫安表;3-直流稳压电源;4-测温部件5-搅拌 器;6-漏斗
• 因本实验测定KNO3在水中的溶解热是一个 吸热过程,可用电热补偿法,即先测定体系 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。
溶解热的测定
湘南学院化学与生命科学系
实验目的
• 1. 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。
• 2. 用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水 溶液中的积分溶解热。
• 3. 用作图法求KNO3在水中的微分冲淡热、 积分冲淡热和微分溶解热。
实验原理
1. 在热化学中,关于溶解过程的热效应,有下列几 个基本概念。
5.插入加热器电极,通过电压调节旋钮调节电压至6.5-7.0 之间,同时将显示的电流、电压数值填入到软件的相应栏 目中。填好后,点击开始记录,实验即开始。 6. 观察水温变化 ,当水温慢慢上升到比室温水高出0.5℃ (即ΔT=0.5)时,将显示可以开始实验的提示。这时点 击Q-T图按键转换成ΔT-T图界面。当ΔT=0.5时,中间栏 目会出现“请放入第1 个样品”,然后匀速地从加样漏斗 处加入第一份样品(加入速度不能太快也不能太慢),并 将损升残失,留)待在。上漏加升斗入至上起KN的始O少温3后量度,(K温N即O度Δ3会全T=很部0快扫.5下入)降杜时,瓦,然瓶中后中间再(栏慢不目慢能会上有出 现“请放入第2 个样品” ,然后匀速地加入第2 个样品。 依次按上述步骤继续测定,直至8份样品全部加完后,出 现“请放入第9 个样品”时。点击停止记录按键实验结束。 然后点击保存数据按键进行保存。 7.将电流、电压、环境温度、加热功率及Q-n数据表中的 数据记录在原始数据记录纸上,实验人员签字后,交指导 老师签名。
过 等A于点该作浓切度线溶得液A的C微,分其稀切线释斜热率
Q n0
n
2
图2-2-1 QS—n0关系图
(
Qs n0
)
n2
mix H m (1)
tg=
对边 邻边
=
AD CD
切线在纵轴上的截距OC等于该浓度的微分溶解热
mix H m (2)
( Qs n2
) n1
mix H m
(2)
n1 n2
mix H m (1)
mix H m (2) n0 mix H m (1)
式中,ΔmixHm (1)即为该浓度溶液的微分稀释热,ΔmixHm (2) 即为该浓度溶液的微分溶解热。
这是一个直线方程,故在Qs ~ n0图上,某点切线的斜率 即为该浓度溶液的微分稀释热,截距即为该浓度溶液的微分 溶解热。
• Q=I2Rt=UIt
• 式中,I为通过电阻为R的电热器的电流强 度(A);U为电阻丝两端所加电压(V);t为通 电时间(s)。
实验步骤
1.将8个称量瓶编号,在分析天秤上称量(去皮), 依次加入干燥好并在研钵中研细的KNO3,其重量 分别为2.5g、1.5g、2.5g、3.0g、3.5g、4g、4g和 4.5g,再用分析天平称出准确数据(作好记录)。
n1mixHm (1) n2mixHm (2)
(3)
式中,ΔmixHm (1)即为该浓度溶液的微分稀释热,ΔmixHm (2) 即为该浓度溶液的微分溶解热。
3、积分溶解热QS可由实验直接测定,其它三种热效应则通 过QS-n0曲线求得。
• 根据上述定义,积分溶解热QS为
Qs
Q n2
mix H n2
对于由n1mol溶剂和n2mol溶质组成的体系, 在溶解前体系总焓为H。
H=n1Hm(1)+n2Hm(2)
(1)
设混合后形成溶液的总焓为H′,
H′=n1H1,m+n2H2,m
(2)
此混合(即溶解)过程的焓变为
mixH Q H ` H n1 H1,m Hm (1) n2 H2,m Hm (2)
热效应,亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之
差,以Qd表示。 •微分冲淡热 在恒温恒压下,1mol溶剂加入某一 确定浓度的无限量的溶液中(定浓)产生的热效应, 以
Q n2
T , p,n2
表示,简写为
Q n 2
n2
2.混合(即溶解)过程的焓变
设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为Hm(1)和 Hm(2),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H1,m和H2,m。
Q n2
T n1
。
•冲淡热(或稀释热) 在恒温恒压下,1mol溶剂 加到某浓度的溶液中使之冲淡所产生的热效应。 冲淡热也可分为积分冲淡热和微分冲淡热两种。
•积分冲淡热 在恒温恒压下,把原含1mol溶质及 n01mol溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时(变浓)的
2. 在台秤上用杜瓦瓶(杜瓦瓶用前需干燥)直接称 取216.2g蒸馏水,放入搅拌子,插入温度传感器 (注意此时暂不连接加热线),连好数据线,开启 电源,打开搅拌(形成一个小旋涡),打开采集软 件,有绿色灯闪亮即可。
3.将上面称量的样品质量填入Q-n的数据表中。 4. 观察体系温度变化情况,当温度恒定不变后, 将此温度值填入环境温度栏目中,作为环境温度。
溶解热 在恒温恒压下,n2mol溶质溶于n1mol溶剂( 或溶于某浓度溶液)中产生的热效应,用Q表示,溶 解热可分为积分溶解热和微分溶解热。
积分溶解热 在恒温恒压下,1mol溶质溶于n0mol 溶剂中(变浓过程)产生的热效应,用Qs表示。
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(定浓过程)产生的热效应 ,以