最新物理化学实验报告-溶解热的测定优秀名师资料.docx
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1、物理化学实验报告溶解热的测定实验时间:2018年4月日姓名:刘双班级:学号:1.实验目的(1)了解电热补偿法测量热效应的基本原理。(2)用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热,通过计算或者作图求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分冲淡热和微分冲淡热。(3)掌握微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。2.实验原理物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热,物质溶解过程包括晶体点阵的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离(对电解质而言)等过程,这些过程热效应的代数和就是溶解过程的热效应,溶解热包括积分(或变浓)溶解热和微分(或定浓)溶解热。把溶剂加到溶液中使之稀释,其热效应称为冲淡热。包括积分(或变浓)冲
2、淡热和微分(或定浓)冲淡热。溶解热Q:在恒温、恒压下,物质的量为n2的溶质溶于物质的量为n1的溶剂(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应。 积分溶解热Qs:在恒温、恒压下,1mol溶质溶于物质的量为n1的溶剂中产生的热效应。 微分溶解热(Qn2)n1: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的热效应。 冲淡热:在恒温、恒压下,物质的量为n1的溶剂加入到某浓度的溶液中产生的热效应。 积分冲淡热Qd:在恒温、恒压下,把原含1mol溶质和n02mol溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n01mol时的热效应,为某两浓度的积分溶解热之差。微分冲淡热Qn1n2或QSn0n2:在恒温、恒压下,1mo
3、l溶剂加入到某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。 它们之间的关系可表示为:dQ=Qn1n2dn1+Qn2n1dn2 上式在比值n1n2恒定下积分,得:Q=Qn1n2n1+Qn2n1n2Qn2=Qs,令:n1n2=n0,则有:Qn1=(n2Qsn2n0=(Qsn0)Qd=Qsn01-Qsn02其中积分溶解热Qs可以直接由实验测定,其他三种可以由Qs-n0曲线求得。欲求溶解过程中的各种热效应,应先测量各种浓度下的的积分溶解热。可采用累加的方法,先在纯溶剂中加入溶质,测出热效应,然后再这溶液中再加入溶质,测出热效应,根据先后加入的溶质的总量可计算出n0,而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。本
4、实验测量硝酸钾溶解在水中的溶解热,是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应,故采用电热补偿法测定。先测定体系的初始温度T,当反应进行后温度不断降低时,由电加热法使体系复原到起始温度,根据所耗电能求出热效应Q。3.仪器和试剂反应热测量数据采集接口装置:NDRH-1型,温度测量范围040,温度测量分辨率0.001,电压测量范围020V,电压测量分辨率0.01V,电流测量范围02A,电流测量分辨率0.01A。精密稳流电源:YP-2B型。微机、打印机。量热计(包括杜瓦瓶,搅拌器,加热器,搅拌子)。称量瓶8只,毛笔,研钵。硝酸钾(A.R.)4.实验操作(1)取8个称量瓶,分别编号。(2)取KNO
5、3于研钵中,研磨充分。(3)分别称量约 2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5g 研磨后的硝酸钾,放入 8 个称量瓶中,并精确称量瓶子与药品的总质量。记录下所称量的数据。(4)使用0.1g精度的天平称量216.2g的去离子水,放入杜瓦瓶中,将杜瓦瓶放在磁力搅拌器上。(5)将温度传感器擦干并置于空气中一段时间,打开数据采集接口装置电源,预热3min。(6)启动微机上的溶解热的测量软件。并根据软件提示进行下一步实验。(7)将稳流电源上的调节旋钮逆时针调到底,打开电源开关。并打开磁力搅拌器,调节到合适的搅拌速度。(8)根据软件的提示,温度传感器放入杜瓦瓶中,调节加热功率使其在
6、2.0-2.4W之间。此后不再调节稳流电源。(9)当采样到水温比室温高出0.5摄氏度时,按程序提示加入第一份样品,之后操作相同,根据软件提示及时加入药品。(10)当8份药品都已经加入后,软件提示溶解操作完成。将软件退出到主界面。(11)将8个称量瓶重新称重,从而计算出加入药品的量。之后将算出的加入的药品的质量带入到软件中。(12)整理实验仪器,并将原始数据拷贝。5.实验数据及处理本次实验采用的是A处理方法。序号12345678KNO3质量/g2.78431.41002.08412.96413.54153.9814(5)直角三角形的内切圆半径3.9811(1)如圆中有弦的条件,常作弦心距,或过弦
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