化学反应热效应的测定
一、实验目的
1.学会测定化学反应热效应的一般原理和方法,测定锌与硫酸铜反应的热效应。
2.学习准确浓度溶液的配制方法。
3.掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。
二、实验原理
对一化学反应,当生成物的温度与反应物的温度相同,且在反应过程中除膨胀功以外不做其它功时,该化学反应所吸收或放出的热量,称为化学反应热效应。若反应是在恒压条件下进行的,则反应的热效应称为恒压热效应Qp,且此热效应全部增加体系的焓(ΔH),所以有
ΔH = Qp
式中ΔH为该反应的焓变。对于放热反应ΔrHm为负值,对于吸热反应ΔrHm为正值。
例如,在恒压条件下,1mol锌置换硫酸铜溶液中的铜离子时,放出216.8 kJ的热量,即
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu ΔrHm=–216.8 kJ·mol-1
测定化学反应热效应的基本原理是能量守恒定律,即反应所放出的热量促使反应体系温度的升高。因此,对上面的反应,其热效应与溶液的质量(m)、溶液的比热(c)和反应前后体系温度的变化(ΔT )有如下关系
Qp = - (cmΔT+KΔT)
式中K为热量计的热容量,即热量计本身每升温1度所吸收的热量。
由溶液的密度(d)和体积(V)可得溶液的质量,即
m=dV
若上述反应以每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量(千焦)来表示,综合以上三式,可得
ΔrHm=Qp/n=-1/1000n(cdv+K)ΔT (1)
式中 n为V毫升溶液中的物质的量。
…… …… 余下全文