《大学化学基础实验2》
实 验 报 告
课    程：物理化学实验             
专    业：环境科学               
班    级：                       
学    号：                       
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实验日期：5月24日                                             
实验一、溶解焓的测定
一、实验名称：溶解焓的测定。
二、目的要求:(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。
(2)掌握作图外推法求真实温差的方法。
三、 基本原理：
盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程：一是晶格的破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，即离子的水合作用，为放热过程。溶解焓则是这两个过程热效应的总和，因此，盐类的溶解过程最终是吸热还是放热，是由这两个热效应的相应大小所决定的。影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。热平衡式：
△solHm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2
式中, sol H m 为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓, J·mol , m1 , m2 分别为水和溶 质的质量, M 为溶质的摩尔质量,kg·mol -1 ;C1 ,C 2 分别为溶剂水, kg; 溶质的比热容,J·kg -1 ；T 为溶解过程中的真实温差,K;C 为量热计的热容, J·K- 1 ,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质 KCl 的 T ,标定出量热计热容 C 的值.
四、实验主要仪器名称：
NDRH-2S型溶解焓测定实验装置1套（包括数字式温度温差测量仪1台、300mL简单量热计1只、电磁搅拌器1台）；250mL容量瓶1个；秒表1快；电子天平1台；KCl；KNO3；蒸馏水
五、实验步骤：
（1）量热计热容 C 的测定 ( 1 ) 将 仪 器 打 开 , 预 热 . 准 确 称 量 5.147g 研 磨 好 的 KCl , 待 用 .
n KCl : n水 = 1: 200
        （2）在干净并干燥的量热计中准确放入 250mL 温室下的蒸馏水,然后将 温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变 化基本稳定后,读取水的温度 T1 ,作为基温.
（3） 同时, 每隔30s就记录一次温差值,连续记录8 次后, 将称量好的 5.174g KCl 经 漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔 30s记录一次温度的数值,记录 8 次即可停止.
（4）测出量热计中溶液的温度,记作 T2 .计算 T1 , T2 平均值,作为体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计.
KNO3 熔解热的测定:标准称量 3.513g KNO3 ,代替 KCl 重复上述操作.
六、实验数据记录与处理
KCl溶解过程中数据记录：
KCl质量：5.1774g      平均温度18.295℃
未加KCl之前：t=19.24℃
时间t/s
30
60
90
120
150
180
210
240
温差/℃
-3.434
-3.438
-3.400
-3.442
-3.444
-3.447
-3.449
-3.452
加KCl后：
时间t/s
250
260
270
280
温差/℃
-2.202
-1.220
-1.107
-1.109
T=17.35℃
时间t/s
310
340
370
400
430
460
490
510
温差/℃
-1.584
-1.621
-1.652
-1.680
-1.708
-1.730
-1.754
-1.780
由图可知：T=1.89℃:△solHm（KCl）=18933J/mol；
C1=4200J/kg·℃
C2=699000J/kg·℃;M（KCl）=0.0745kg/mol；m1=0.25kg；m2=0.0051774kg
由△solHm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2
得：C=-4673.7898J/K
KNO3溶解过程中数据记录：
KNO3质量：3.510g      平均温度:18.735℃
未加KNO3之前：t=19.11℃
时间t/s
30
60
90
120
150
180
210
240
温差/℃
-3.295
-3.294
-3.295
-3.296
-3.299
-3.300
-3.301
-3.303
加KNO3后：
时间t/s
250
260
270
280
温差/℃
-4.406
-4.427
-4.459
-4.506
t=18.36℃
时间t/s
310
340
370
400
430
460
490
520
温差/℃
-5.303
-5.301
-5.298
-5.296
-5.284
-5.271
-5.265
-5.264
由图可知：T=0.75℃;C=-1049.9943J/K;C1=4202J/kg·℃
C2=894900J/kg·℃;M（KNO3）=0.103kg/mol；m1=0.25kg；m2=0.0035112kg
由△sol化学实验报告Hm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2
得:△solHm(KNO3)=23.45123kJ/mol
七、实验问题讨论
1.样品颗粒的大小和浓度，对溶解焓测定有什么影响？
  答：粒度太大不好溶解要受影响，溶解过程过长温差变化过小， 就会产生误差；浓度太大也是影响到溶解速度的，时间太长温差数值变化过大，溶解焓的测定就不准了。
2.本实验产生误差的原因有哪些？
  答：本实验有误差，可能由于试剂颗粒过大，加入试样于量热计中没有迅速盖好，实验结束后试样没有全部溶解完等。
3.温度和浓度对积分溶解焓有无影响？
  答：有影响；通过△solHm=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2可知温度对溶解焓有影响，而浓度过大相应的温差变化快，从而影响实验。此外，影响溶解焓的因素还有压力、溶质、溶剂的性质以及用量等。
4.在本实验中，为什么要用作图外推法求溶解过程的真实温差？
  答：由于实验过程中搅拌操作提供了一定的热量，而且系统也并非严格的绝热系统，此在盐类的溶解过程中，难免与环境有微小的热交换。为了消除这些影响，求出溶解前后系统的真实温度变化T，所以采用作图外推法求真实温差。
5.使用ZT-2C型精密数字温差测量仪时，在测定温差过程中不可再按“基温设定”按键，否则会使已设定基温发生变化，造成测定结果出现错误。
6.加入试样于杜瓦瓶中后应迅速盖上，刚开始时读取温度(或温差)要密一些，此后逐渐增大时间间隔。
7.欲得到准确的实验结果，必需保证试样全部溶解，且操作和处理数据的方法正确。温度传感器必要时进行校正。
实验二、液体饱和蒸气压的测定
一、实验名称：液体饱和蒸气压的测定
二、实验目的：
1、明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系以及克劳修斯-克拉佩龙方程的意义。
2、掌握用静态测定液体饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓。
3、初步掌握真空实验技术，了解恒温槽及等压计的使用方法。
三、实验原理：
在真空密闭容器中，液体很快和它的蒸气建立动态平衡（蒸气分子向液面凝结和液体分子从液面逃逸的速率相等）。此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化焓。液体的蒸气压与温度有关。温
度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，蒸气压增大；反之，温度降低时，蒸气压减小。当蒸气压等与外界压力时，液体沸腾，此时的温度称为沸点。当外压为1atm（即101.325kpa）时液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克拉佩龙方程表示：
         
      式中，由于远远大于故。将气体是为理想气体，得：