离解热的测定.doc

乐山师范学院化学学院
物理化学实验报告

学号：10310099
姓名：凌瑶
班级：化教2班
实验题目温度滴定法测定弱酸的离解热
平均室温：15 ℃ 平均气压：97.5 Kpa 同组人：安婷婷 刘思齐 刘君 糜超 日期：11月17日
一、实验目的
1．使用温度温差仪和用医用一次性输液器作为半自动滴定装置，测定硼酸与氢氧化钠溶液的反应热，硼酸的一级电离热及其标准自由焓与熵的变化。
2．理解温度滴定的原理和方法。
3．验证用医用一次性输液器作为半自动滴定装置的可行性。
二、实验原理
温度滴定是以反应热为依据的容量化学滴定法。
把温度滴定的结果以T-v曲线图或T—t曲线图表示，通常称之为热谱图。对强碱弱酸反应，反应热ΔHr是酸碱的中和热ΔHn与弱酸的离解热ΔHd之和。以NaOH与H3BO3反应为例，则
H3BO3 + H2O ——> H+ + B(OH)4- ΔHd
H+ + OH- ——>H2O ΔHn
总反应：H3BO3 + OH-——> B(OH)4- ΔHr
ΔHr= ΔHd+ΔHn
上式温度滴定法求离解热的理论依据。式中，中和热ΔHn与温度有关。若温度为T/ K，推荐使用下式推算：
ΔHn = -57111.6 + 209.2(T-298.2) J/mol （1）
反应热是通过实验测得反应过程的温升ΔTr，由下式计算：
（2）
式中n为生成物质的量，K为量热系统热容。K值可用已知浓度的强酸强碱的反应热，即中和热，对系统进行标定（对于强酸的稀溶液ΔHd≈0）而得。
（3）
代入前式
（4）
弱酸的离解热ΔHd为：
(5)
三、仪器与试剂
1.温度温差仪一台 计算机数据采集系统
2一次性输液器 电池搅拌器
3杜瓦瓶
4标准1mol/LNAOH溶液 标准0.01mol./ml
5标准的0.01mol/ml
四、主要实验步骤
滴定量热法
1．把输液器和烧杯等仪器洗净，在输液器中加入约50 mL NaOH溶液，调节输液器速度，每分钟50滴。
2．用移液管取50 mL，0.01 mol/L的HCl标准液于杜瓦瓶中。
3．当溶液与杜瓦瓶热交换达平衡后，开启搅拌，并把温度温差仪置零，开启记录仪记录温度-时间曲线。
4．待系统温度稳定后（3-5分钟）缓慢、匀速用注射器注入NaOH。观察过程曲线，待反应过滴定稀释期后，停止加碱。
5．用50 mL,0.01 mol/L的硼酸标准溶液重作实验。
6.重新调节流速，每分钟50滴，重复1-5步
液、测量透光率等过于简化的标题型步骤，将会影响实验总结报告的成绩。）
五、数据处理与结果讨论
1.氢氧化钠和盐酸和硼酸溶液反应的反应热图
1）盐酸

由图可知：ΔT1=13/15*1℃=0.867℃
2）硼酸

由图可知：ΔT2=10/15*1℃=0.667℃
2.数据处理硼酸的一级解离热，和氢氧化钠的反应热
（1）硼酸的一级解离热
带入公式（5）
ΔHd =（-57111.6-2102.46）[（5*10-4*0.667/5*10-4*0.867）-1]
= -59214.06*(-0.23)= 13619.2338J/mol
相对误差： W% = (△Hd –△ Hd(文献值)*100%/ △ Hd(文献值)
= 13619.2338/12540*100%= 8.4%
（2）与氢氧化钠的反应热
带入公式（4）
△Hr = -59214.06*（5*10-4*0.667/5*10-4*0.867）= -45549.27J/mol
硼酸的一级离解平衡常数为5.8 ×10-10
ΔGΘ= —RTInKa
=—8.3145×（15+273.15）×ln(5.8 ×10-10)
=5.06 ×104J/mol
ΔSΘ=(ΔHΘ-ΔGΘ)/T=(—4.55×104—5.06 ×104)/（15+273.15）=-333.51
误差分析：
在滴定的过程中，由于室内温度的变化，对实验数据的测定有较大的影响。尤其在进行电标定的过程中基线不平稳等等。再次是在放入针头的时候会揭开点杜瓦瓶的盖子，使杜瓦瓶内的温度有所变化。
思考题：
1. 实验中NAOH的浓度为什么要大于HCL和硼酸？
避免加入的NAOH溶液对HCL稀释，产生稀释热的影响。
2. 实验中有哪些非绝热因素影响实验结果？
杜瓦瓶并非是一个完全的绝热容器，反应体系有热量的散失对实验结果有影响。而且瓶盖上有个洞对实验结果也有影响。