氯化铵生成焓的测定

2012-10-23 16:01阅读：

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氯化铵生成焓的测定
一、量热计热容量的测定
二、 NH₃·H₂O与HCl中和热的测定
三、三、NH₄Cl溶解热的测定
四、记录和结果
实验目的
利用量热计测定NH₄Cl生成焓，加深对盖斯定律的理解。
基本原理
热力学标准状态下由稳定单质生成一摩尔化合物时的反应焓变称为该化合物的标准摩尔生成热焓。标准摩尔生成热焓一般可通过测定有关反应热间接求得。本实验就是分别测定氨水和盐酸的中和反应热和氯化铵固体的溶解热，然后利用氨水和盐酸的标准生成热焓，通过盖斯定律计算而求得氯化铵固体的标准生成热焓。
NH₃(aq)十HCl(aq) →NH₄Cl(aq) ΔH中和
NH₄Cl (s)→NH₄Cl(aq) ΔH溶解
中和热和溶解热可采用简易量热计来测量。当反应在量热计中进行时，反应放出或吸收
的热量将使量热计系统温度升高或降低，因此，只要测定量热计系统温度的改变值ΔT以及量热计系统的热容量C，就可以利用下式计算出反应的热效应：

量热计系统的热容量C是指量热计系统温度升高1K时所需的

热量。测定量热计系统的热容量有多种方法，本实验是采用化学反应标定法，即利用盐酸和氢氧化钠水溶液在量热计内反应，测定其系统温度改变值ΔT后，根据已知的中和反应热(ΔH⊙＝一57.3kJ·mol^-1)可求出量热计系统的热容量C。

(注：虽然各种盐溶液的热容略有差别，但在本实验可不予考虑。)
实验器材
量热计(由保温杯，一支1／10K刻度的温度计和一支环状搅拌棒组成)，秒表，量筒。
实验步骤
一、量热计热容量的测定
简易量热计装置如图1所示。量取50cm³1.0 mol·dm^-3aOH溶液于量热计中，盖好杯盖并搅拌，至温度变化基本不变。量取50 cm³1.0mol·dm^-3 HCl溶液于一个150 cm³烧杯中，用一支校正过的温度计测量酸的温度，要求酸碱温度基本一致，若不一致，可用手温热或用水冷却。实验开始每隔30s记录一次NaOH溶液的温度，并于第5min打开杯盖，把酸一次加入量热计中，立即盖好杯盖并搅拌，继续记录温度和时间，直到温度上升至最高点后继续观察5min。作出温度—时间关系图，按图2用外推法求ΔT，并计算量热计系统的热容量。
二、NH₃·H₂O与HCl中和热的测定
洗净量热计，以1.5 mol·dm^-3 NH₂·H₂O代替1.0 mol·dm^-3NaOH，1.5 mol·dm^-3HCl代替1.0 mol·dm^-3HCl重复上述实验。作图求ΔT，并计算中和反应热ΔH中和。
三、NH₄Cl溶解热的测定
在干净的量热计中加入100 cm³蒸馏水，搅拌使体系温度趋于稳定后记录时间—温度数据(30s记一次)，于第5min加入适量的NH4Cl固体(如何确定其用量?)，立即盖好杯盖并搅拌。继续记录时间—温度数据(10min)，作图求ΔT，计算NH₄Cl溶解热ΔH溶解。．
四、记录和结果
1．分别列表记录有关实验的时间—温度数据。
2．作温度—时间图。用图2外推法求ΔT。
3．计算量热计热容量、中和热、溶解热和NH₄Cl (s)生成热。
氯化铵的生成焓为-314.4kJ/mol ，在工业氯化铵的生产应用当中这是个非常有用的。

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