实验报告：溶解热的测定一．实验目的1.掌握采用电热补偿法测定热效应的基本原理。 2.用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在 水中的微分溶解热、积分冲淡热和微分冲淡热。 3.掌握用微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。二．实验原理物质溶解过程所产生的热效应称为溶解热，可分为积分溶解热和微分溶解 热两种。冲淡热是指溶剂添加到溶液中，使溶液稀释过程中的热效应，又称为 冲淡热。它也有积分（变浓）冲淡热和微分（定浓）冲淡热两种。 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。在 Qs—n0 图上，不同 n0 点的切线 斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡Qs =AD/CD。该切线在纵坐 热，即 n0 n2 标上的截距为 OC，即为相应与该溶液 Q 浓度的微分溶解热 n 。而在含有 2 n11mol 溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由 n02mol 增至 n01mol 过程的积分冲淡热为 Qd=(Qs)n01-(Qs)n02=BG-EG。 三．仪器与试剂 反应热测量数据采集接口装置。精密稳流电源。微机，打印机。量热计。 称量瓶 8 只，研钵。KNO3（A.R.）。四．实验步骤1.将 8 个称量瓶编号。 2.将 KNO3 进行研磨。13.分别称量约为 2.5g、1.5g、2.5g、2.5g、3.5g、4g、4g 和 4.5g KNO3，再用分析天平称出准确数据。 4.在 0.1g 精度天平称取 216.2g 去离子水，放入杜瓦瓶内。启动溶解热测 量软件，按照软件提示操作。 5.在 0.0001g 精度的电子天平上，称量空的称量瓶的质量，计算每份样品 中溶解的 KNO3 的质量。五．实验数据处理分析1.常数测定 开始溶解时间：14:39:58 室温/℃：19.2 开始溶解时水温/℃：19.7 溶剂：水 溶质：硝酸钾 2.加入 8 份样品所得数据份数 1 2 3 4 5 6 7溶质质量/g 2.4936 1.4942 2.5395 3.1163 3.4984 4.0082 3.9634加热时间/s 443 259 425 499 547 598 582加热热量/J 998.55 581.41 951.87 1117.89 1225.87 1338.78 1302.97284.5018 3.由原始数据计算6411432.42n0=n 水/n2 累=(216.2/18.2)/n2 累=12/n2 累 Qs=Q 累/n2 累 溶质质 份 数 1 2 3 4 5 6 7 8 量 m/g n2/mol n2累 /mol 0.0246 0.0394 0.0645 0.0953 0.1299 0.1696 0.2088 0.2533 n0/mol 486.5255 304.2278 185.8655 125.8036 92.3147 70.7397 57.4605 47.3621 加热热量 Q/J 998.55 581.41 951.87 1117.89 1225.87 1338.78 1302.97 1432.42 Q 累/J 998.55 1579.96 2531.83 3649.72 4875.59 6214.37 7517.34 8949.76 Qs/kJ*mol-12.4936 0.0246 1.4942 0.0147 2.5395 0.0251 3.1163 0.0308 3.4984 0.0346 4.0082 0.0396 3.9634 0.0392 4.5018 0.0445 4.数据分析40.485 40.055 39.214 38.262 37.507 36.633 35.995 35.3233在 Qs—n0 图上，不同 n0 点的切线斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡Qs =AD/CD。该切
线在纵坐标上的截距为 OC，即为相应与该溶液 热，即 n0 n2 Q 浓度的微分溶解热 n 。而在含有 1mol 溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由 2 n1n02mol 增至 n01mol 过程的积分冲淡热为 Qd=(Qs)n01-(Qs)n02=BG-EG。由图 可得： 当 n0=75、100、200、300、400 时 微分溶解热 积分溶解热 n0 75 100 200 300 400 QkJ/mol 37.031 37.929 39.361 39.863 40.119 Q n 2 kJ/mol n1Qs J/mol 微分冲淡热 n 0 n233.522 35.169 37.875 38.847 39.34946.78 27.604 7.432 3.388 1.934n0范围 75~100 100~200 200~300 300~400积分冲淡热 QdJ/mol 898.27 1432.19 501.74 255.7六．结果讨论及误差分析硝酸钾溶于水的溶解过程总体上看是一个吸热过程，通过测定累计加入硝 酸钾的质量和引起的热效应，做出摩尔积分溶解热与 n0 的关系曲线，进而求出 溶解过程中的其他热效应。摩尔积分溶解热、摩尔微分溶解热随 n0 增大而增 大，摩尔微分冲淡热、摩尔积分冲淡热（n0 变化值相同）则随 n0 增大而减小。 由于实验前没有进行足够的干燥，造成误差。七．思考题1.实验设计在体系温度高于室温 0.5℃时加入第一份 KNO3，为什么？ 答：由于 KNO3 溶解于水中是吸热反应，当加入 KNO3 时系统温度会降 低，大约下降 1℃。实验设计在体系温度高于 0.5℃时加入第一份 KNO3，这样 实验过程中高于室温和低于室温的时间大约各占一半，可以认为装置从环境中 吸收的热量和向外界放出的热量大致相等，从而提高实验的准确性。 2.实验过程中，加热功率如果有变化，会造成什么误差？如何解决这个问 题？ 答：如果加热功率增大，实际测得的时间就会缩短，使测得的溶解热数据 偏小，反之则增大。解决的手段当是提高直流稳压电源的稳定性。5
实验报告：溶解热的测定一．实验目的1.掌握采用电热补偿法测定热效应的基本原理。 2.用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在 水中的微分溶解热、积分冲淡热和微分冲淡热。 3.掌握用微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。二．实验原理物质溶解过程所产生的热效应称为溶解热，可分为积分溶解热和微分溶解 热两种。冲淡热是指溶剂添加到溶液中，使溶液稀释过程中的热效应，又称为 冲淡热。它也有积分（变浓）冲淡热和微分（定浓）冲淡热两种。 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。在 Qs—n0 图上，不同 n0 点的切线 斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡Qs =AD/CD。该切线在纵坐 热，即 n0 n2 标上的截距为 OC，即为相应与该溶液 Q 浓度的微分溶解热 n 。而在含有 2 n11mol 溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由 n02mol 增至 n01mol 过程的积分冲淡热为 Qd=(Qs)n01-(Qs)n02=BG-EG。 三．仪器与试剂 反应热测量数据采集接口装置。精密稳流电源。微机，打印机。量热计。 称量瓶 8 只，研钵。KNO3（A.R.）。四．实验步骤1.将 8 个称量瓶编号。 2.将 KNO3 进行研磨。13.分别称量约为 2.5g、1.5g、2.5g、2.5g、3.5g、4g、4g 和 4.5g KNO3，再用分析天平称出准确数据。 4.在 0.1g 精度天平称取 216.2g 去离子水，放入杜瓦瓶内。启动溶解热测 量软件，按照软件提示操作。 5.在 0.0001g 精度的电子天平上，称量空的称量瓶的质量，计算每份样品 中溶解的 KNO3 的质量。五．实验数据处理分析1.常数测定 开始溶解时间：14:39:58 室温/℃：19.2 开始溶解时水温/℃：19.7 溶剂：水 溶质：硝酸钾 2.加入 8 份样品所得数据份数 1 2 3 4 5 6 7溶质质量/g 2.4936 1.4942 2.5395 3.1163 3.4984 4.0082 3.9634加热时间/s 443 259 425 499 547 598 582加热热量/J 998.55 581.41 951.87 1117.89 1225.87 1338.78 1302.97284.5018 3.由原始数据计算6411432.42n0=n 水/n2 累=(216.2/18.2)/n2 累=12/n2 累 Qs=Q 累/n2 累 溶质质 份 数 1 2 3 4 5 6 7 8 量 m/g n2/mol n2累 /mol 0.0246 0.0394 0.0645 0.0953 0.1299 0.1696 0.2088 0.2533 n0/mol 486.5255 304.2278 185.8655 125.8036 92.3147 70.7397 57.4605 47.3621 加热热量 Q/J 998.55 581.41 951.87 1117.89 1225.87 1338.78 1302.97 1432.42 Q 累/J 998.55 1579.96 2531.83 3649.72 4875.59 6214.37 7517.34 8949.76 Qs/kJ*mol-12.4936 0.0246 1.4942 0.0147 2.5395 0.0251 3.1163 0.0308 3.4984 0.0346 4.0082 0.0396 3.9634 0.0392 4.5018 0.0445 4.数据分析40.485 40.055 39.214 38.262 37.507 36.633 35.995 35.3233在 Qs—n0 图上，不同 n0 点的切线斜率为对应于该浓度溶液的微分冲淡Qs =AD/CD。该切
线在纵坐标上的截距为 OC，即为相应与该溶液 热，即 n0 n2 Q 浓度的微分溶解热 n 。而在含有 1mol 溶质的溶液中加入溶剂使溶剂量由 2 n1n02mol 增至 n01mol 过程的积分冲淡热为 Qd=(Qs)n01-(Qs)n02=BG-EG。由图 可得： 当 n0=75、100、200、300、400 时 微分溶解热 积分溶解热 n0 75 100 200 300 400 QkJ/mol 37.031 37.929 39.361 39.863 40.119 Q n 2 kJ/mol n1Qs J/mol 微分冲淡热 n 0 n233.522 35.169 37.875 38.847 39.34946.78 27.604 7.432 3.388 1.934n0范围 75~100 100~200 200~300 300~400积分冲淡热 QdJ/mol 898.27 1432.19 501.74 255.7六．结果讨论及误差分析硝酸钾溶于水的溶解过程总体上看是一个吸热过程，通过测定累计加入硝 酸钾的质量和引起的热效应，做出摩尔积分溶解热与 n0 的关系曲线，进而求出 溶解过程中的其他热效应。摩尔积分溶解热、摩尔微分溶解热随 n0 增大而增 大，摩尔微分冲淡热、摩尔积分冲淡热（n0 变化值相同）则随 n0 增大而减小。 由于实验前没有进行足够的干燥，造成误差。七．思考题1.实验设计在体系温度高于室温 0.5℃时加入第一份 KNO3，为什么？ 答：由于 KNO3 溶解于水中是吸热反应，当加入 KNO3 时系统温度会降 低，大约下降 1℃。实验设计在体系温度高于 0.5℃时加入第一份 KNO3，这样 实验过程中高于室温和低于室温的时间大约各占一半，可以认为装置从环境中 吸收的热量和向外界放出的热量大致相等，从而提高实验的准确性。 2.实验过程中，加热功率如果有变化，会造成什么误差？如何解决这个问 题？ 答：如果加热功率增大，实际测得的时间就会缩短，使测得的溶解热数据 偏小，反之则增大。解决的手段当是提高直流稳压电源的稳定性。5