实验九：溶解热测定 2

化学基础实验物理化学部分实验九：溶解热测定德州学院化学系

实验目的

1.用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液 中的积分溶解热。 2.作图法求KNO3在水中的微分溶解热、微分 冲淡热、积分冲淡热 3.掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。

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实验原理溶解热：在恒温恒压下，n2摩尔溶质溶于n1摩 尔溶剂 (或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应， 用Q表示，溶解热可分为积分(或称变浓)溶解 热和微分(或称定浓)溶解热。积分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于 n0摩尔溶剂中产生的热效应，用Qs表示。

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实验原理微分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质 溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产生 的热效应。

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实验原理

冲淡热：恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度的 溶液中使之冲淡所产生的热效应。冲淡热也可分 为积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。 积分冲淡热：在恒温恒压下，把原含一摩尔溶质 及n01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时的热效 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，一摩尔溶剂加入某 一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应。德州学院化学系化学基础实验——物理化学部分

实验原理微分冲淡热

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实验原理以QS对n0作图，可得曲线关系。 在图中，AF与 BG分别为将一摩尔溶质溶于n01和n02摩尔溶剂时 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摩尔增加到n02 摩尔过 程的积分冲淡热Qd。 图中曲线A点的切线斜率等于该浓度溶液的微分 冲淡热。截距等于该浓度的微分溶解热。 欲求溶解过程的各种热效应，首先要测定各种浓 度下的积分溶解热，然后作图计算德州学院化学系化学基础实验——物理化学部分

积分溶解热 微分冲淡热 积分冲 淡热

微分 溶解热

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实验原理绝热式测温量热计，如下图所示。

在绝热容器中测定热效应的方法有两种:(1)先测定量热系统的热容量C,再根据反应过 程中温度变化ΔT与C之乘积求出热效应(此法一 般用于放热反应)。 (2)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。----本实验采用电热补偿法德州学院化学系化学基础实验——物理化学部分

保温

层 6 定量水 磁子，电子搅拌

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量热器示意图

仪器药品仪器：

量热器(含加热器，磁力搅拌器); 数字 温度温差仪；直流稳压电源; 秒表;药品： KNO3(化学纯)。

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实验步骤1、在台秤上称取216.2g蒸馏水于量热器中

2、在台秤上称取 2.5g\1.5g\2.5g\3.0g\3.5g\4.0g\4.0g\4.5g 的硝酸钾，用纸包好并作出1-8编号3、将加热器放入瓶中，接头与直流电源接好， 插入数字温度温差 计，打开搅拌器，打开直 流电源，调节电压与电流的乘积为 2.5~3.0W左右—恒定功率德州学院化学系化学基础实验——物理化学部分

实验步骤4、待量热器中的温度加热至高于环境温度 0.5~1.0度左右时，按数字温度温差计的采 零键，同时将量热器加料口打开，迅速加 入编号1样品，并开始计时，此时温差开始 变为负温差。当温差显示为零时，迅速加 入第二份样品并记下此时加热时间t,以下 依次反复，直至所有样品加完测定完毕。 算出溶解热(t为加热时间)Q=IVt

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注意事项1.实验过程中要求I、V值恒定，故应随时注意调 节。 2.实验过程中切勿把秒表按停读数，直到最后方 可停表。 3.固体KNO3易吸水，故称量和加样动作应迅速。 固体 KNO3在实验前务必研磨成粉状。 4.量热器绝热性能与盖上各孔隙密封程度有关， 实验过程 中要注意盖好，减少热损失。德州学院化学系化学基础实验——物理化学部分

数据处理1.根据溶剂的重量和加入溶质的重量，求算溶 液的浓度，以n0表示

n0

nH 2 O nKNO3

216.2 W累 18.02 101.1

2.按Q=IUt公式计算各次溶解过程的热效应。

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数据处理3.按每次累积的浓度和累积的热量，求各浓度 下溶液的 n0和QS 4.将以上数据列表并作QS—n0图，并从图中求 出 n0=80,100,200,300和400处的积分溶解 热和微分冲淡热，以及n0从80→100,100→200, 200→300, 300→400的积分冲淡热。

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