KNO3的溶解焓及食用油發(fā)熱量的測定

1、KNO3的溶解焓及食用油發(fā)熱量的測定劉海云 石俊玲 莊耀華 陳衛(wèi)麟（中山大學化學學院98級，廣州，510275） 摘要：用簡單的量熱器具測定了KNO3的溶解焓，并將其與文獻值作了比較；用靜態(tài)式氧彈卡計測量了兩種食用油的發(fā)熱量，研究了測量中低揮發(fā)性油類的點火方法，對比了兩個樣品發(fā)熱量的差別。關鍵詞：溶解焓，發(fā)熱量，氧彈卡計，雷諾校正。1引言許多化學變化過程都伴隨著可測的熱效應，即有熱量的釋放或吸收。這些現(xiàn)象符合熱力學第一定律并且與物質的狀態(tài)、所參與反應的量有關，但是與反應所經(jīng)歷的途徑卻是無關的。在一個定容反應系統(tǒng)中，熱效應的變化可以用內能U的變化來衡量，而在一個定壓反應系統(tǒng)中則可以用焓H的變化來

2、衡量。定義：HUpV，HUpV，其中V是反應的體積變化，對于固體和液體來說是可以忽略的；對于氣體反應VnRT。由此，我們可以測量U 和H 的相對變化。可使用各種類型的量熱計來記錄反應系統(tǒng)的溫度變化，進而可以確定系統(tǒng)的內能變化U，從而知道H，以及各種過程的熱效應。本文工作測定了KNO3在291 K下的溶解焓及兩種食用油的發(fā)熱量，對實驗結果作了分析，加深了對焓與內能的理解。2食用油發(fā)熱量的測定 用靜態(tài)式氧彈卡計測量了兩種食用油的發(fā)熱量，其結果如下：2.1 實驗部分2.1.1 實驗原材料從市場上購得兩種食用油，其一為純正花生油，另一種為食用調和油。2.1.2 實驗方法（1）儀器熱容的測定使用苯甲酸為

3、標定物質來測定儀器的熱容，并且使用計算機程序對測量過程中不可避免的熱交換作出校正。（2）發(fā)熱量的測定稱量定量的樣品，于氧彈內充入足量的氧氣以確保試樣完全燃燒。每個樣品平行測定兩至三次。2.2 結果與討論序號樣品樣品質量/g熱容值/(J/C)發(fā)熱量/（J/g)平均值/(J/g)1花生油2花生油3花生油4花生油5花生油6調和油7調和油8調和油9調和油10調和油11調和油體系與環(huán)境熱交換的校正：使用雷諾校正法校正熱交換。點火方法：由于食用油為流質，在僅使用鐵絲點火時不易點燃，采用加入少量的棉花纏繞在鐵絲上作引燃，效果很好。但是由棉花所帶入的額外熱量必須扣除，故在整個測量過程中均嚴格控制加入棉花的質量

4、，盡量保持實驗的一致性，使棉花的燃燒熱值可以整合進入氧彈熱容里，從而避免繁瑣的計算。實驗結果對比：油樣一為純正花生油，油樣二為食用調和油。從所測得的發(fā)熱量數(shù)值可知，兩者在發(fā)熱量數(shù)值上的差別很小，但是考慮到純正花生油對人體的健康有一定的益處，其價格稍高是可以理解的。3KNO3在291K下溶解焓的測定溶解焓分為積分溶解焓和微分溶解焓。本實驗將一定量的KNO3溶解成摩爾比為0.5%的溶液，該過程的熱效應為相應的積分溶解焓。通過假設以下的過程來計算溫度T時的溶解焓： H絕0溶質 溶劑 溶液（T質） （T劑） （T液） H1 H3 溶質 溶劑 溶液（T291） （T291） H2 （T291） H1CP

5、質g質(T291T質)CP劑g劑（T291T劑） H3CP液（g劑g質）(T液-T291) H2nH291另外量熱器由T劑變?yōu)門液所吸收的熱H4CP器（T液T劑）。而H1+H2+H3+H40所以H291（H1H4H3）/n3.1 實驗部分3.1.1儀器熱容的測定：將300克約低于室溫10C的冷水放入量熱器中，并把同溫度的冷水放入套中，蓋上蓋子，不停地攪拌幾分鐘，使量熱器內外溫度一致，記下溫度讀數(shù)，再向量熱器倒入100g室溫水，不斷攪拌，每30秒記錄溫度一次，共記錄15min。3.1.2 溶解熱的測定：根據(jù)文獻1，將量熱器擦干后，將400g室溫水倒入其中，蓋上蓋子，攪拌幾分鐘，記錄溫度，立即放入

6、準確稱量的11.2克KNO3，不斷攪拌，并每半分鐘記錄溫度一次，共記錄15分鐘。3.1.3 數(shù)據(jù)處理（1） T混，T液的校正 第一組：圖示如下： CP(器)的計算：（CP(器)CP(冷)g(冷)）（T混T冷）+（CP熱g熱） (T混T熱)0 其中T混，T熱，求得CP器。 按式H291（H1H4H3）/n計算H291： T劑T質T室溫，T291=18 H1CP質g質(T291T質)CP劑g劑（T291T劑）400(-3.7) H3CP液（T液T291），另T液T室溫 H4CP器(-2.08) H291-(-6227.9+2701.2-109.2)/(11.2/(39+14+38) /mol H2

7、91的文獻值為。相對誤差為7.3%。第二組：（2） CP器的計算：（CP器CP冷g冷）（T混T冷）+（CP熱g熱） (T混T熱)0 其中T混，T熱，求得CP器。 按式H291（H1H4H3）/n，計算H291：T劑T質T室溫31.2 ，T291=18H1CP質g質(T291T質)CP劑g劑（T291T劑）400(-13.2 )-22171.0J H3CP液（T液T291），另T液T室溫 (400+11.2)(29.87-18)=19792.2 J H4CP器(-1.323)H291-(-22171.0+19792.2-471.4)/(11.2/(39+14+38) /molH291的文獻值為。相對誤差為12.5%, 表明本文實驗測量的準確度有待提高。3.2 結果與討論 防止在實驗過程中的熱量散失，由于儀器相對老舊，故存在無法避免的與環(huán)境的熱交換，而且是無法控制并進行測量的，應該盡量避免。在實驗過程中,采用了以下方法：由于儀器外層的石棉隔熱層破損，故用了一塊比較松的布包扎，可以減少與空氣的熱傳導及對流。關于實驗改進：由于KNO3的溶解過程是一個吸熱的過程，而在實驗中采用的測定儀器熱容的過程是一個升溫的過程，如果能夠盡量保持與溶解焓的測定為同一溫度變化的過程，或許會提高測量的準確度。4結論本工作測