溫度滴定法測定弱酸的離解熱

《溫度滴定法測定弱酸的離解熱》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、溫度滴定法測定弱酸的離解熱組員：王國發(fā)范紅偉易行[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯①使用溫度溫差儀和用醫(yī)用一次性輸液器作為半自動(dòng)滴定裝置，測定硼酸與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)熱，硼酸的一級電離熱及其標(biāo)準(zhǔn)自由熵與焓的變化。②理解溫度滴定的原理和方法。③驗(yàn)證用醫(yī)用一次性輸液器作為半自動(dòng)滴定裝置的可行性[實(shí)驗(yàn)原理]溫度滴定是以反應(yīng)熱為依據(jù)的容量化學(xué)滴定法。溫度滴定是基于滴定劑（濃度已知）和被滴定物（濃度未知）之間化學(xué)反應(yīng)的溫度變化速率而確定滴定過程中被滴定物的終點(diǎn)。因?yàn)槠淅碚摳鶕?jù)是溶液的溫度變化，所以無需知道溶液的絕對溫度。用一個(gè)簡單的含有熱敏電阻的探頭監(jiān)測溶液溫度，根據(jù)曲線

2、上的拐點(diǎn)或彎曲確定終點(diǎn)。溫度滴定個(gè)受反應(yīng)類型的限制，可用于酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、配位反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)以及非水溶液中的反應(yīng)等，因而應(yīng)用范圍相當(dāng)廣。物質(zhì)分解為較小的組成部分稱為離解，離解的主要類型有熱分解和電離。在離解過程中的熱效應(yīng)稱為解離熱。對于解離過程來說解離熱就是電離熱。離解熱的單位是把溫度滴定的結(jié)果以曲線圖或曲線圖表示，通常稱之為熱譜圖，也稱熱函諾圖、滴定曲線圖。對放熱反應(yīng)，理想的熱譜圖如圖4—1所示。對強(qiáng)堿弱酸反應(yīng)，反應(yīng)熱是酸堿的中和熱與弱酸的離解熱之和。以與反應(yīng)為例（若只考慮硼酸的以及電離），則：總反應(yīng)：(1)(1)(1)(1)(1

3、)(1)(1)(1)(1)(1)此式為溫度滴定法求離解熱的理論依據(jù)。式中，中和熱與溫度有關(guān)。若溫度為T(K)，推薦使用下式推算：(2)反應(yīng)熱是通過實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)過程的溫度升高，由式計(jì)算：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)

4、酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n

5、為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：式中，n為生成物質(zhì)的量，K為量熱系統(tǒng)熱容。K值可用已知濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿(為所用強(qiáng)酸強(qiáng)堿的量)的反應(yīng)熱，即中和熱，對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定(對于強(qiáng)酸的稀溶液)而得：(3)代入式(3)得：(4)(5)據(jù)式(1)，弱酸的離解熱為：(6)一次性輸液器滴定管，具有可連續(xù)滴定、易于控制滴定速度、液滴體積較小及由于在滴定過程中液位差變化較小滴液速度比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。如將其與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集結(jié)合，可形成半自動(dòng)滴定裝置，能較廣泛地應(yīng)用

6、于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要連續(xù)滴定的場合。[儀器與試劑]溫度溫差儀(貝克曼溫度計(jì))l臺；秒表；一次性輸液器；電動(dòng)攪拌儀；電導(dǎo)率儀；燒杯；標(biāo)準(zhǔn)1mol／LNaOH溶液,標(biāo)準(zhǔn)0.01mo1／LHCl溶液；標(biāo)準(zhǔn)0.01mo1／L硼酸溶液。[實(shí)驗(yàn)步驟]①如圖4—2，取100mol/LNaOH溶液于高位瓶中，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，讓NaOH的滴速控制在50滴／min左右，記下滴速。用止水夾關(guān)斷。剩余的NaOH應(yīng)足夠滴定。②用移液管取50mL0.01mol／L的HCl標(biāo)淮液于杜瓦瓶中。開始攪拌，溫度溫差儀置0，并啟動(dòng)記錄。③待系統(tǒng)溫度穩(wěn)定后(3—5min)，松開高位堿

7、液瓶口下的止水夾，讓NaOH依靠重力緩慢、勻速用注射器注入杜瓦瓶中，通過記錄儀直接滴定過程熱譜曲線。待反應(yīng)過滴定稀釋期后，停止加堿。④倒掉杜瓦瓶中的反應(yīng)液，用50m1，0．0lmo1／L的硼酸標(biāo)準(zhǔn)溶液重作實(shí)驗(yàn)。⑤校驗(yàn)所制作的半自動(dòng)滴定裝置的準(zhǔn)確性。使用已知濃度的酸、堿溶液，用此裝置進(jìn)行電導(dǎo)滴定，記錄電導(dǎo)—體積(時(shí)間)曲線。[數(shù)據(jù)處理]溫升的校正,如圖4—3。考慮到系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換和NaOH溶液滴入后稀釋熱等非絕熱因素的影響，作如下校正。在熱譜圖上確定終點(diǎn)C，BC段為反應(yīng)滴定期。過B點(diǎn)作垂線，在CD線取e點(diǎn)，使C到e的時(shí)間等于反應(yīng)時(shí)間(B到

8、C的時(shí)間)。連接Ce，延長到g，Cg的斜率即為非絕熱因素引起的溫升速率。再考慮反應(yīng)前體系與環(huán)境的熱交換，將AB延長，過溫升段的中點(diǎn)作垂線,與AB延長線和Cg線間的線段HI為校正后