硝酸鉀溶解焓的測定

2023/7/1實驗目的實驗原理儀器和試劑實驗步驟數據處理思考題硝酸鉀溶解焓的測定

實驗目的使用自制的量熱計測定硝酸鉀的積分溶解焓。學習使用貝克曼溫度計進行精密溫差測量。學會用雷諾作圖法對溫差測量數據進行校正。實驗原理鹽類在溶解過程中，通常伴隨有吸熱或放熱現(xiàn)象，這種效應叫做溶解熱，它可以是正值，也可以是負值。溫度、壓力、溶質量和溶劑量對其值的大小都有影響，為此摩爾溶解熱定義為25℃和101325Ｐa下1摩爾物質溶解形成無限稀溶液所產生的熱效應，它是體系總的熱效應，常被稱為積分溶解熱。恒壓下，溶解熱即為溶解焓。當實驗在定壓下、只作膨脹功的絕熱體系中進行時，系統(tǒng)的總焓保持不變，即：本實驗把杜瓦瓶看成是絕熱體系。當把某種鹽溶于瓶內的水中時，可得出如下的熱平衡關系式：本實驗首先采用已知摩爾溶解焓數據的KCl作為標準物進行溶解實驗，從而求出所用量熱計的比熱容K，后在同一量熱計中進行KNO3樣品的實驗，即可求得KNO3樣品的摩爾溶解焓。由于實際使用的杜瓦瓶并不是嚴格的絕熱系統(tǒng)，在測量過程中系統(tǒng)與環(huán)境存在微小的熱交換，因此不能直接利用讀取到的溫差△t。為此我們采取雷諾圖解法對測量值進行校正，以求得真實溫差△t。雷諾圖解法將貝克曼溫度計指示的溶解過程的溫度對時間作圖，得到一條溶解曲線。AB段表示正式加入樣品前5分鐘體系溫度線；至B點時加入樣品，溫度從B點快速下降至C點溶解完全；CD段表示溶解完畢后5分鐘體系溫度線。 取BC時間段的中點O作垂線交CD與AB的延長線于F、G兩點，則FG近似地等于真實溫差Δt了。Δt

＝t末

-t始＝tF-tG儀器和試劑儀器：電子分析天平1臺；杜瓦瓶1只；磁力攪拌器1臺；數字貝克曼溫度計1臺；干燥器1只；稱量瓶2只；漏斗2支；500ml容量瓶1只；洗瓶1只；試劑：分析純KCl及KNO3(均經120℃、2小時烘干并經研磨至粒度Φ0.5～1mm)實驗步驟1．稱樣操作 本實驗要求對KCl按溶質/溶劑＝1/200（摩爾比）的比例稱??；對KNO3

按溶質/溶劑＝1/400(摩爾比)的比例稱取。本實驗溶劑用量均為500ml蒸餾水，按上述比例利用1%電子天平稱取（10.3±0.5）克KCl；（7.0±0.5）克KNO3。2.安裝和調試實驗裝置準確量取500ml蒸餾水倒入杜瓦瓶中，將杜瓦瓶放置在磁力攪拌器圓托盤的中央，把攪拌磁子投入瓶中，開啟磁力攪拌器電源，調節(jié)轉速旋鈕，使攪拌磁子勻速轉動并形成一點水漩渦。轉速調整好后蓋好已插入感溫探頭的大橡皮蓋，此后中途不要再關機或更改轉速，也不要取下大橡皮蓋。3.貝克曼溫度計的使用 熟悉貝克曼溫度計的溫度操作要領：打開貝克曼溫度計的電源，將它的溫度基準旋至0或20(室溫在20℃以上時選20，在20℃以下時選0)，按下“溫差”鍵，使溫度計讀數呈三位小數，觀察讀數是否正常。4．量熱計比熱容的測定安裝調試好后，正式掐秒表計時讀溫度計讀數，這時每30秒讀一個值，讀5分鐘。五分鐘后開始加樣，將稱好的KCl樣品均勻地從插于橡皮塞中的漏斗中加入到保溫瓶中，加樣時間大約控制在30秒鐘，加樣完畢，抽出漏斗，蓋上小塞子。注意加樣的同時要繼續(xù)讀溫度數據，這時改成每10秒讀一次數，讀2分鐘（一般2分鐘內溶解會全部完成），然后再改成每30秒讀一次數，同樣讀5分鐘，記下最后水溶液的實際溫度。5.KNO3溶解焓的測定 更換樣品，用KNO3代替KCl，重復以上實驗過程，讀取KNO3樣品的溶解變溫過程。數據處理分別將KCl和KNO3的數據在坐標紙上繪制成溫度－時間曲線（溶解曲線），確定C時刻點位并通過雷諾圖解法準確求出真實溫差△t。

注意:C點指的是溶解剛好完成的時間，也就是溫度剛好停止下降的時間，它不一定剛好是5＋2＝7分鐘。2.計算杜瓦瓶熱容K，注意計算公式中應采用KCl的數據。3.計算KNO3在實驗溫度下的摩爾溶解焓。思考題1．本實驗屬于什么熱力學過程？2．分析試驗中影響溫差△t測定的各種因素，并