1.实验目的

（1）巩固溶解热的基本知识。

（2）测定硝酸钾的溶解热。

2.实验原理

晶体的溶解可分为两个过程：过程一是晶格的破坏，过程二是离子的溶剂化。例如：KNO3在水中溶解，在过程一中，晶体变成K+和NO-3；在过程二中，两种离子溶剂化。晶格的破坏是放热过程，离子的溶剂化是吸热过程，它们放热和吸热的代数和，决定了整个溶解过程是吸热还是放热。

溶解过程在等压条件下进行，ΔH=Qp。

溶解热分为积分溶解热和微分溶解热。积分溶解热指将1mol溶质溶于一定量溶剂，形成一定浓度的溶液时的热效应。微分溶解热指将1mol溶质溶于大量浓度一定的某溶液时的热效应。微分溶解热是一个偏微分量，可用表示，其中n1为溶剂物质的量；n2为溶质物质的量。

本实验中，KNO3的溶解是吸热过程，怎样测出它吸热的多少呢？KNO3溶解使系统温度下降，再通入电流，使系统温度回升，根据升温过程求出系统的热容。

式中，C为系统的热容；Q升为升温过程的热量；ΔT升为升温过程的温度变化；I为电流强度；U为电压；t为通电时间。

再用C求出降温过程中KNO3放出的热量，即积分溶解热。

如果ΔT降=ΔT升

做若干次实验，每次实验n1相同，n2不同，测出ΔHm，用表示浓度，作见图3-5为H2SO4在水中的积分溶解热，显然这是一个放热过程。由该图可以解决3个问题。

图3-5　H2SO4在水中的积分溶解热曲线

（1）求积分溶解热

如图3-5中，当把1mol溶质配制成浓度为的溶液时，曲线对应的纵坐标为溶质的积分溶解热的负值-ΔHm，1。

（2）求微分溶解热

如图3-5中，作切线。切线的斜率的负值为对应浓度时的微分溶解热

（3）求稀释热

把含有1mol溶质的溶液从稀释到 时，稀释热ΔHm=ΔHm，2-ΔHm，1。

3.仪器与试剂

仪器：SWC-RJ溶解热实验装置一套（见图3-6，也可用杜瓦瓶和贝克曼温度计等组装起来代替整套装置），称量瓶8个。(www.daowen.com)

试剂：干燥过的KNO3（分析纯）固体。

图3-6　SWC-RJ溶解热测定装置控制面板示意图

1-电源开关；2-串行口：计算机接口，根据需要与计算机连接；
3-状态转换键：测试与待机状态之间的转换；4-调速旋钮：调节磁力搅拌器的转速；
5-加热功率旋钮：根据需要调节所需输出加热的功率；6-正极接线柱：负载的正极接入处；
7-负极接线柱：负载的负极接入处；8-接地接线柱；
9-温度采零：在待机状态下，按下此键对温差进行清零；
10-测试指示灯：灯亮表明仪器处于测试工作状态；
11-待机指示灯：灯亮表明仪器处于待机工作状态；
12-计量显示窗口：当仪器进入测试状态时，计时器开始工作；
13-温度显示窗口：显示被测物的实际温度值；14-温差显示窗口：显示温差值；
15-加热功率显示窗口：显示输出的加热功率值；16-加料口；17-传感器插入口；
18-加热丝引出端；19-固定架：固定溶解热反应器

4.实验步骤

（1）开机，使仪器处于待机状态。

（2）将8个称量瓶编号，分别称取0.5g、1.5g、2.5g、3.0g、3.5g、4.0g、4.0g和4.5g KNO3，依次放入干燥器中待用。

（3）称取216.2g蒸馏水放入杜瓦瓶内，放入磁珠，拧紧瓶盖，放到反应架固定架上。将O形圈套入传感器，调节O形圈使传感器浸入蒸馏水约100mm，把传感器探头插入杜瓦瓶中，不要与瓶内壁相接触。

（4）按下“状态转换”键，使仪器处于工作状态。把功率调整到P≈2.5W，一边观察搅拌磁珠，一边调整转速，使转速符合实验要求。

（5）先让加热器正常加热，使温度高于环境温度0.5℃左右。按“温差采零”键，仪器自动清零，立刻打开杜瓦瓶的加料口，加入1号样品。如与电脑连接则可单击“开始绘图”，盖好加料口塞，观察温差的变化或软件界面显示的曲线，等温差值回到零时，完成第1次实验。加入2号样品，进行第2次实验，如此循环，完成8次实验。

如果手工画图，加料的同时，记录时间。

（6）第8次实验结束后，按“状态转换”键，使仪器处于“待机状态”。将“加热功率调节”旋钮和“调速”旋钮左旋到底，关闭电源，拆去实验装置。

5.数据记录与处理

（1）记录加热功率P，记录每一次实验后累计通电时间t。

（2）计算水的物质的量n1。计算每次加料后，累计硝酸钾物质的量n2。

（3）计算每一次实验后，累计硝酸钾溶解放出的热量Q和积分溶解热ΔHm，实验数据记录进表3-1中。

表3-1　数据记录

（4）作图。由图求分别为0.01和0.0025时的积分溶解热ΔHm，求在0.01～0.0025时的稀释热ΔHm。

6.思考题

（1）微分溶解热和积分溶解热有何区别？

（2）温度和浓度对溶解热有什么影响？