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中和热测定实验中的若干问题

来源:未知作者:欧阳文兵 点击:所属专题: 中和热测定

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人教版化学必修二第二章第一节《化学反应与热能》,引入了中和热的概念,课标没有明确地要求学生掌握,但一些课外资料对这部分内容仍然不离不弃,这个实验中有许多地方教材都没有细讲,现在搜集一些资料,供大家参考: (1)教材有注,“为了保证0.50mol·L -1 的盐酸完

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人教版化学必修二第二章第一节《化学反应与热能》,引入了中和热的概念,课标没有明确地要求学生掌握,但一些课外资料对这部分内容仍然不离不弃,这个实验中有许多地方教材都没有细讲,现在搜集一些资料,供大家参考:

(1)教材有注,“为了保证0.50mol·L-1的盐酸完全被中和,采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使碱稍稍过量”,那可不可以用0.50mol·L-1NaOH与0.55mol·L-1HCl,让酸稍稍过量呢?

这是为了保证碱(或酸)能够完全被中和。H+与OH-相互接触碰撞才能发生反应,如果用等量的酸、碱,随着反应的进行, H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少,越来越困难,可能有一部分 H+与OH-就不能反应,而在一种微粒过量的情况下,则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量的酸,因为碱中含有杂质碳酸钠,酸过量就会有酸与碳酸盐反应导致中和热测定不准.

(2)为了确保NaOH稍稍过量,可不可以取体积稍稍过的0.50mol·L-1NaOH溶液呢?

回答是可以的。比如“量取51mL(或52mL)0.50mol·L-1NaOH溶液”。只是(m1+m2)再不是100g,而是101g或102g。

(3)关于量HCl和NaOH溶液的起始温度“t1/℃”

①不能以空气的温度去代替酸碱溶液的温度;也不能以水的温度去代替酸碱溶液的温度,因为空气、水和溶液(这里是酸碱)的温度是有差别的,会明显影响实验结果。

②为了使NaOH和HCl溶液的温度稳定,最好是把配成的溶液过夜后使用。

③最好不求HCl和NaOH两种溶液温度的平均值。两者的温度悬殊差别越大,实验结果越是失去意义,最好是两种溶液的温度相同。办法是:用手握住烧杯使温度低的溶液略有升高,或用自来水使温度高的溶液略微降温,以达到两种溶液温度相同的目的。

读者注意,中和热的测定最好在20℃左右的环境温度条件下进行,不宜低于10℃以下,否则低温环境容易散热,会使中和热的测定值明显偏低。

④为什么采用环形玻璃棒搅拌混合液,可不可以用普通玻璃棒?能不能用振荡的方法混匀溶液?

 环形玻璃棒的优点在于:上下移动搅拌的面积大、范围广(切不可把环形玻璃棒移出混合液的液面!),混合均匀,普通玻璃棒显然不具有这种优点。
    至于振荡混合液,一定会有部分混合液附着在烧杯壁,这样散失的热量会使中和热的测定值偏低。

⑤酸碱的浓度该有个什么大小范围?太大、太小对测定值会有什么影响?

如果强酸强碱溶液的浓度太大,混合时由于体积增大,离子继续扩散水合产生热效应。离子的水合热大于扩散热,使总过程放热,使得测得的热值偏高。但是酸碱溶液的浓度也不可太小,否则中和反应放出的热太少,温度变化不大,不易测出。经验指出,测定中和热的酸碱的浓度大小范围以在0.10mol·L-1~1.0mol·L-1之间为宜。

(4)中和热是酸碱在稀溶液中发生中和反应生成 lmol水时所放出的热量,为什么要指明在稀溶液中呢?

因为如果在浓溶液中,即使是强酸或强碱,由于得不到足够的水分子,因此也不能完全电离为自由移动的离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化,电离要吸收热量,离子的水化要放出热量,不同浓度时这个热量就不同,所以中和热的值就不同,这样就没有一个统一标准了。

(5)为什么强酸强碱的中和热是相同的?

 在稀溶液中,强酸和强碱完全电离,所以它们的反应就是H+与OH-结合成H2O的反应,每生成lmol水放出的热量(中和热)是相同的,均为 57.3 kJ/mol。

(6)为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于 57.3 kJ/mol?

弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时,伴随着电离,电离过程要吸收热量,此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿,所以总的来说中和热小于 57.3 kJ/mol。

(责任编辑:化学自习室)
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