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溶解熱的測定實驗-實驗報告-所用儀器南大萬和NDRH-2S溶解熱測定一體化實驗裝置

閱讀：102發布時間：2022-8-26

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產品型號：NDRH-2S

產品編號：NDRH-2S


產品詳細介紹：

溶解熱的測定

一.    實驗目的

   1. 掌握用電熱補償法測定KNO3的積分溶解熱。

   2. 用作圖法求KNO3的積分沖淡溶解熱。

二.    實驗原理

    物質溶解過程的熱效應稱為溶解熱,溶解熱可以分為積分溶解熱和微分溶解熱兩種。積分溶解熱系指在定溫定壓條件下把1摩爾溶質溶解在n0摩爾的溶劑中時所產生的熱效應。由于過程中溶液的濃度逐漸改變,因此積分溶解熱也稱變濃溶解熱,以Qs表示。微分溶解熱系指在定溫條件下把1摩爾溶質溶解在無的某一定濃度的溶液中時所產生的熱效應,以 表示。這種

熱效應也可視為定溫定壓條件下在定量的該濃度的溶液中加入dn摩爾溶質時所產生的熱效應dQ,兩者之間的比值。由于過程中溶液的濃度實際上可視為不變,因此也稱為定濃溶解熱。

把溶劑加到溶液中,使之沖淡,其熱效應稱為沖淡熱。沖淡熱也分為積分沖淡熱和微分沖淡熱兩種,通常都以對含有1摩爾溶質溶液的沖淡熱而言。積分沖淡熱系指在定溫定壓下把含1摩爾溶質及n0摩爾溶劑的溶液沖淡到含溶劑為n02時的熱效應。微分沖淡熱則指在含1摩爾溶質及n01摩爾溶劑的無溶液中加入1摩爾溶劑的熱效應,以 表示。

積分溶解熱可以由實驗直接測定,微分溶解熱則可根據圖形計算得到,如下圖:

圖中,AF與BG分別為將1摩爾溶質溶于n01及n02摩爾溶劑時的積分溶解熱Qs;BE表示在含有1摩爾溶質的溶液中加入溶劑使溶劑量由n01摩爾變到n02摩爾過程中的積分沖淡熱Qd。

             Qd=(Qs)n02-(Qs)n01=BG-AF

曲線在A點的斜率等于該濃度溶液的微分沖淡熱。

              =AD/DC


在絕熱容器中測定熱效應的方法有四種:

1.     先測出量熱系統的熱容C,再根據反應過程中測得的溫度變化ΔT,由ΔT和C之積求出熱效應之值。

2.     先測出體系的起始溫度T0,當溶解過程中溫度隨反應進行而降低,再用電熱法使體系溫度恢復到起始溫度,根據所消耗電能求出熱效應Q。

        Q=I2Rt=IVt   (焦爾)

式中I為通過電阻絲加熱器的電流強度(安培),V為電阻絲的兩端所加的電壓(伏特),t為通電時間(秒)。這種方法稱為電熱補償法。

本實驗采用后一種方法測定KNO3在水中的積分溶解熱,然后作Qs-n0圖,在計算其它熱效應。

三.    儀器與試劑（NDRH-2S溶解熱測定裝置）詳見/pd.jsp?id=235#_jcp=3_22?

杜瓦瓶量熱器   一只     電磁攪拌器   一臺

精密溫度計     一支     直流穩壓器   一臺

直流伏特計     一只     直流安培表   一只   

滑線電阻       一只     停表         一塊   

稱量瓶         八只     毛筆         一支

KNO3           C.P.

四. 實驗步驟

1.     取KNO3約26克置于研缽中磨細,放入烘箱在110℃下烘1.5-2小時,然后取出放入干燥器中待用。

2.     將8個稱量瓶編號,并依次加入約2.5,1.5,2.5,2.5,3.5,4,4,4.5克KNO3,稱量至毫克,稱量完畢,仍將稱量瓶放入干燥器中待用。

圖2 加熱裝置     

在臺稱上稱取216.2克的蒸餾水注入杜瓦瓶中,按圖2裝置量熱器。

3.     按圖3接好線路,經教師檢查后,接通電源,調節滑線電阻,使IV等于2.2(伏特.安培)左右,保持電流和電壓穩定。開啟攪拌器,當水溫慢慢上升到比室溫高出0.5℃后,讀取并記錄準確溫度,立即將已稱好的份KNO3從加料漏斗中加入量熱器中,同時用停表開始記錄時間,(漏斗要干燥,用毛筆將殘留在漏斗上的KNO3全部撣入量熱器,然后用塞子塞住加料口)。讀取電流電壓值并記錄(在實驗過程中應隨時注意電流和電壓之值有否改變,若有微小變化,應隨時調整)。加入KNO3后,溶液溫度會很快下降,然后慢慢上升,直到溫度上升到原溫度時,記續測定,(測定必須連續進行,不能脫節),直至把份樣品全部加完為止。

4.     稱量空的稱量瓶,算出各次所加入的KNO3的重量。

5.     測定完畢后,切斷電源,將溶液倒入回收瓶中,將所用杜瓦瓶量熱器沖淡洗干凈。

五. 數據處理

   1. 計算水物質的量

   2. 計算每次加入KNO3后的總重量WKNO3和通電的總時間。

   3. 計算各次溶解過程的熱效應。

       Q=IVt=Kt     (K=IV 焦爾/秒)

   4. 將上述所算各數據分別換算,求出當把1摩爾KNO3溶于n0摩爾水中時的積分溶解熱Qs。

                                                                                  

   5. 將上數據列表作圖,并從圖中求得n0=80,100,200,300和400摩爾處的積分溶解熱和微分沖淡熱;

   6. 計算n0從80 ─→100,100─→200,200─→300,300─→400的積分沖淡熱。

六.思考題

1. 圖3是一種電熱補償線路,你還能設計其它的電熱補償線路嗎?但不論采用何種線路所得之IV值總是有一定的近似,若要精確知道I,V值,則又如何測定?

2. 本實驗的裝置是否適應于求放熱反應的熱效應?為什么?

3. 溫度和濃度對溶解熱有無影響?

參考文獻：南京大學出版社 物理化學實驗   復旦大學出版社 物理化學教學實驗   山東大學 物理化學教學實驗   南京南大萬和科技有限公司網站



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