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中和热测定实验中的几个为什么

来源:未知作者:徐志宏 点击:所属专题: 中和热测定
“中和热的测定”实验有几个为什么的问题需要解决。 (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 -1 NaOH溶液,使碱稍稍过量”,那可不可以用0.50mol·L -1 NaOH与0.55mol·L -1 HCl,让酸稍稍过量呢? 答案不是“可以与不可以”而是“不宜”。

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   “中和热的测定”实验有几个为什么的问题需要解决。

    (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?

    答案不是“可以与不可以”而是“不宜”。原因是稀盐酸比较稳定,取50mL、0.50mol·L-1HCl,它的物质的量就是0.025mol,而NaOH溶液极易吸收空气中的CO2,如果恰好取50mL、0.50mol·L-1NaOH,就很难保证有0.025molNaOH参与反应去中和0.025mol的HCl。

    (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强酸与弱碱,强碱与弱酸的中和反应中和热测定实验中的几个为什么热值如何估计?

    鉴于弱酸、弱碱在水溶液中只能部分电离,因此,当强酸与弱碱、强碱与弱酸发生中和反应时同时还有弱碱和弱酸的不断电离(吸收热量,即电离热)。

    所以,总的热效应比强酸强碱中和时的热效应值(57.3KJ/mol)要小一些。

值得注意的是,有少数弱电解质(如中和热测定实验中的几个为什么氢氟酸)电离时会放热,它与NaOH的中和热会大于57.3KJ/mol(实为67.7KJ/mol)。

    ⑥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。

    ⑦本测定有许多难以克服的概略因素:反应容器(烧杯、环形玻璃棒搅拌器)要吸收一些热量,反应混合液的空间要散失一些热量,以及量取溶液体积、温度计读数以及温度计的精确度等都会产生一些误差,所以本测定只能是近似测定强酸强碱的中和热值。

(责任编辑:化学自习室)
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