中和热测定
基于数字化实验测定中和热
(指导老师 张典俊)
一、实验目的
1.掌握温度传感器的实时检测功能,并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线,便捷、直观地反映中和反应过程中温度的变化。
2.测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应
二、实验仪器和药品
实验药品: 0.55mol/LNaOH, 0.50mol/LHCl。
实验仪器:温度传感器(威尼尔),数字采集器(威尼尔),计算机、杜瓦真空瓶,磁力搅拌器,100ml量筒等。实验装置(见图)
实验装置图
三、实验步骤
1、用一个量筒量取100ml的0.50mol/L盐酸,并用温度传感器测量盐酸的温度,记入下表,然后把传感器上的酸用水冲洗干净。
2、用另一个量筒量取100ml的0.55mol/LNaOH溶液,并用温度传感器测量0.55mol/LNaOH溶液的温度,记入下表。
3、将100ml的0.50mol/L盐酸倒入杜瓦真空瓶中,并放入小磁子,打开磁力搅拌器上,开始搅拌。
4、把100ml的0.55mol/LNaOH溶液一次性倒入杜瓦真空瓶中,盖好。再将温度传感器插入杜瓦真空瓶中,并连接好数据采集器和电脑,并收集数据。
5、读取混合溶液的最高温度,记入下表。
6、重复2-4次。
7、倒掉杜瓦真空瓶内溶液,冲洗后并干燥温度传感器。
8、计算中和热的数值。
温度 实验次数 |
起始温度°C t1 |
终止温度°C t2 |
温度差°C (t2-t1) |
||
HCl |
NaOH |
平均值 |
|||
1 |
24.2 |
24.3 |
24.25 |
27.6 |
3.35 |
2 |
24.1 |
24.3 |
24.2 |
27.7 |
3.5 |
3 |
24.2 |
24.2 |
24.2 |
27.6 |
3.4 |
四、数据分析与结论
结合数据,温度差平均值=(3.5+3.4+3.35)/3 =3.42°C
q = Cp•m•Dt (Cp = 4.18 J/g°C) DH (DH = –q).
DH =- 4.18 J/g°C×200 g× 3.42°C×0.001 KJ/J ÷0.05 mol =-56.9 KJ/mol
其数值接近-57.3 KJ/mol,一方面是杜瓦真空瓶的使用有效减少热量散失,此外传感器的实时测量方便我们读取最高值。
五、利用手持技术进行中和热实验的优势
1、通过温度传感器由计算机显示数据和曲线,即可直观地反映出中和反应过程中温度的变化情况。
2、用杜瓦真空瓶作为热量计,隔热保温效果很好,反应中较长时间温度保持恒定。