实验B酸碱中和热测定实验.docx

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实验B酸碱中和热测定实验

深圳大学实验报告

课程名称：

物理化学实验

（1）

实验项目名称：

实验四燃烧热的测定

学院：

化学与化工学院

专业：

指导教师：

报告人：

学号：

班级：

实验时间：

2012.03.20

实验报告提交时间：

2012.04.01

教务部制

Ⅰ、目的要求

1、了解酸碱中和热测定的有关原理。

2、掌握SWC—ZH中和热（焓）测定装置的使用。

II、实验原理

许多化学变化过程都伴随着热效应，即有热量的释放或吸收，中和反应也一样。

这些热效应符合热力学第一定律且与物质的状态、所参加反应的量有关，但与反应经历的途径无关。

一定温度、压力和浓度下，1mol强酸和1mol强碱中和时所放出的热量叫中和热。

在固定温度和浓度足够稀的情况下，1mol强酸和1mol强碱中和放出来的热几乎是相等的。

在不同温度下中和热的经验公式为：

△H/J=-57111.6+209.2（T/℃-25）

（1）

式中T为反应温度。

本文采用SWC-ZH中和热（焓）测定装置进行中和热的测定。

实验时，采用已知电压、电流和通电时间下电热丝所产生的热量来标定热量计的热容量常数K。

然后在相同条件下，待测反应在热量计中进行，利用已得到体系的热容量和测得的反应体系的温差来求出待测反应的反应热，并与文献值作了比较。

本文实验方法和实验装置亦可用于其他热效应如溶解热、稀释热等的快速、准确测定。

Ⅲ、仪器与试剂

试剂：

1.000mol·dm-3HCl溶液、1.000mol·dm-3NaOH溶液。

（配制溶液所用的水为去离子水。

）

仪器如图所示：

4电磁搅拌子

5磁力搅拌器

1电脑温差测量仪

2精密数字温差仪

3热量计

图1中和热测定系统示意图

Ⅳ、实验步骤

4-1、热量计热容量的测定（略）

①、热量计装置如图所示。

用干布擦净热杯，用容量瓶取500.00ml蒸馏水注入其中，放入搅拌磁子，调节适当的转速，塞紧瓶盖（实验过程的搅拌速度不再改变）。

②、将精密直流恒流电源的两输出引线分别接在电热丝的两接头上，打开电源开关，调节输出电压和电流（功率P为3～4W），然后将其中一根接线断开。

③、打开精密数字温度温差仪开关，待温度基本稳后按下“采零”键。

④、打开中和热软件，在坐标轴上点击右键会出现

在点击设置坐标，会弹出如下对话框

在纵坐标（温度）里输入-2到2，时间输入60，再点击“确定”。

注：

在通电过程中必须保持电流强度I和电压U恒定，并记录其数值。

⑤、在“采样速率”下选择“15秒”

⑥、点击“开始绘图”会弹出如下对话框

请仔细阅读内容后，再点击“确定”.

⑦、实验开始后，大约5min后就开始加热。

注：

加热与点击“过程1通电时间”的“开始”按钮一定要同时。

⑧待温度升高0.8～1.0℃时，关闭恒流电源开关，同时点击“结束”，

⑨、继续搅拌，再读大约5min,关闭磁力搅拌，实验结束。

⑩、点击“保存”,保存数据。

4-2、中和热的测定

①、将量热杯中的水倒掉，用干布擦净，重新用容量瓶取400.00ml蒸馏水注入其中，然后用移液管加入50ml1mol·dm-3的NaOH溶液。

再取50ml1mol·dm-3的HCl溶液注入碱储液管中，仔细检查是否漏液。

②、打开搅拌，盖好瓶盖，在“过程选择”选中点击“开始绘图”。

③、大约5min后就迅速拔出玻璃棒，加入酸溶液（不要用力过猛以免相互碰撞而损坏仪器）。

④、加入酸溶液后，测定大约10min后即可停止绘图和关闭磁力搅拌。

⑤、点击“保存”,保存数据。

整理实验台面，将碱储液管等收拾好。

Ⅴ、数据记录和处理

（一）实验数据记录

步骤4-1

步骤4-2

第一段平台

横坐标

4.8

8.0

第二段平台

横坐标一

36.1

21.7

横坐标二

43.6

36.1

中间斜线中点

纵坐标

0.450

0.640

功率/W

3.46

T1/℃

0.8160

常数K

2387.23

T2/℃

0.1442

酸碱中和热/kJ·mol-1

-54.629371

（二）实验数据得到过程

①打开热量计热容量测定时保存的数据，按照图示所操作。

要读取数据在坐标显示里。

②点击“校正”，仔细阅读弹出窗口的内容，在弹出的窗口内输入所读的数据。

例如：

点击“校正”就会弹出

因为第一点就是“0”所以就点击“确定”，点击“确定”后就会弹出

在这里输入第一段平台所读的横坐标数据（整数*4）。

在点击“确定”就会出现

看所出现的第一段平台红线与第一段平台的趋势是否基本符合，若基本符合就点击“否”，进行步骤③；要是明显不符合那就点击“是”，再重复①和②操作，再进行步骤③。

③点击“否’后就会弹出窗口

输入中点温度值（就是点击中点时读取的纵坐标）。

点击“确定”就会出现

若中间温度基本在升温线的中点就点击“否”；若明显不符就点击“是”，再重新输入中间温度。

④点击“否”就会弹出窗口

输入第二段平台读取两个数据的前一个数据（整数*4），再点击“确定”就会弹出窗口

输入第二段平台读取两个数据的后一个数据（整数*4），再点击“确定”就会出现

看第二条平台红线与第二段平台的趋势是否基本符合，若基本符合就点击“否”；要是明显不符合那就点击“是”，再重复操作。

⑤点击“否”后会出现

⑥读取过程1温差（也就是△T1）。

⑦点击“计算常数K”就会弹出窗口，

输入加热功率（就是输出电压*电流），再点击“确定”。

读取常数K的值。

⑧打开盐酸中和热测定保存的数据，点击“校正”，重复①～⑥的步骤，读取过程2温差（也就是△T2），若有不明白之处，请询问老师。

⑨求得△T2后，再输入常数K，点击“计算盐酸中和热”，就会弹出窗口

仔细阅读，输入浓度值，再点击“确定”。

就会弹出窗口

仔细阅读，输入体积值，再点击“确定”。

就会出现

读取盐酸中和热数据。

⑩实验结束。

（三）实验数据处理

实验中得到的酸碱中和热为酸碱中和热为—54.63kJ/mol，而文献值为—57.3kJ/mol，数值偏小，则有相对误差为：

=

×100％=[（—54.63+57.3）÷（—57.3）]×100％=—4.66％。

Ⅵ、实验现象记录

实验开始精密数字温差仪的加热功率调节为3.46W，温差为零，温度为25.58℃，中和热测定开始重复前面操作，加热，功率为3.46W,温度为26.25℃，温差为－0.031℃,采零后为0.00℃，此时功率与前面一样为0.02W。

开始后两人基本上做到同步，曲线有下滑趋势，不过基本保持平衡，由于玻璃棒比较难拔，反应前的时间超过5min，但不影响实验进行，实验所得数据如上截图所示。

反应进行迅速，曲线比较陡峭，反应快结束时缓慢下来，

Ⅶ、思考题

1、NaOH溶液或多或少对实验测得的盐酸中和热是否有影响？

答：

有影响。

首先考虑体积的影响,NaOH溶液过量或少量，实验总的体积超过500ml或少于500ml，那么热量计的热容量常数K的标定数值就会不准确，影响结果中和热的测定数值；NaOH溶液过量的话实际上可以保证酸被完全中和，碱过量使反应到后面的少量的酸继续进行，是可行的并且这样做使测的数值更接近文献值；但是碱过少会影响结果，碱少了，酸无法被充分反应，测得的数值明显偏小，而且酸中会有少量碳酸钠杂质，会和酸反应，放出热量，影响结果，若实验中在输入体积值时输入的是偏少的碱的体积，那么测得结果会偏大。

综上，NaOH溶液或多或少对实验测得的盐酸中和热是有影响的。

实验结论：

本次实验利用酸碱中和热测定的相关原理，测定盐酸与氢氧化钠溶液的酸碱中和热，并对SWC---ZH中和热测定装置熟悉与掌握。

实验测得的热容量常数K为2387，酸碱中和热为—54.63kJ/mol，比文献值—57.3kJ/mol小，计算得相对误差为—4.66％。

实验测的结果偏小，误差比较大，造成该结果的原因可能有：

a、实验中热量计热容量常数的测定中“过程1通电计时”中按钮操作没有与通电开始结束操作完全同步，造成了常数测定有误差；b、由于酸与碱的反应浓度与体积均相等，由于随着反应的进行，H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少，越来越困难，可能有一部分H+与OH-就不能反应，反应并没有进行完全；c、由于实验装置的保温性能是有限的，反应中部分热量会散失，导致了数值偏小。

指导教师批阅意见：

成绩评定：

指导教师签字：

年月日

备注：

注：

1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。