化学反应摩尔焓变的测定” 实验的改进 李聚源谢娟孟梅 西安石油学院石油化工系
“化学反应摩尔焓变的测定” 实验的改进 李聚源 谢 娟 孟 梅 西安石油学院石油化工系
摘要 本实验提出了一套改进的“化学反应摩尔焓变测 定”实验的方法与仪器。改进的实验仪器选用热传导 系数较小的聚甲基丙烯酸甲酯为原料制成量热计,并 在盖上设计了小型加料器;采用磁力搅拌器混合溶液, 以数字式温度计测温,可在两小时内完成锌粉与硫酸 铜溶液反应的摩尔焓变和量热计热容的测定。获得的 实验数据重现性好,温度随时间变化有较好的线性关 系。十次测定结果的相对标准偏差为0.58%,所测定 的摩尔焓变与理论值的相对误差为2.0%
摘 要 本实验提出了一套改进的“化学反应摩尔焓变测 定”实验的方法与仪器。改进的实验仪器选用热传导 系数较小的聚甲基丙烯酸甲酯为原料制成量热计，并 在盖上设计了小型加料器；采用磁力搅拌器混合溶液， 以数字式温度计测温，可在两小时内完成锌粉与硫酸 铜溶液反应的摩尔焓变和量热计热容的测定。获得的 实验数据重现性好，温度随时间变化有较好的线性关 系。十次测定结果的相对标准偏差为0.58%，所测定 的摩尔焓变与理论值的相对误差为2.0%
1引言 N化学反应热的测定”是普通化学和无机化学课程实 验教学基本要求中规定的实验内容。一般用“化学反 应摩尔焓变的测定”作为实验项目[1,2,3],即采用定量 的硫酸铜溶液与过量的锌粉在保温杯中反应,以外推 作图法求得反应的ΔT来计算反应的摩尔焓变。该实验 的原理和方法已为大家公认,在多年来的教学实践中, 大多数院校[3,456]采用一只保温杯和一支精密温度计 (具有0.1C分度)、放大镜、秒表等来完成该实验 但是大部分学生的实验结果表明,这种操作难以
1 引言 “化学反应热的测定”是普通化学和无机化学课程实 验教学基本要求中规定的实验内容。一般用“化学反 应摩尔焓变的测定”作为实验项目[1,2,3]，即采用定量 的硫酸铜溶液与过量的锌粉在保温杯中反应，以外推 作图法求得反应的ΔT来计算反应的摩尔焓变。该实验 的原理和方法已为大家公认，在多年来的教学实践中， 大多数院校[3,4,5,6]采用一只保温杯和一支精密温度计 （具有0.1℃分度）、放大镜、秒表等来完成该实验。 但是大部分学生的实验结果表明，这种操作难以
获得满意的实验结果,所测定的实验数据点几乎无法外推, 反应温度随反应时间变化的关系线性较差,实验结果与理 论值的相对误差超过10%,甚至更大。作为测定实验已无 法使学生获得实验的科学性、可靠性和准确性的训练。因 此,有必要改进实验仪器及方法。针对这一问题,我们自 行设计制作了一套实验装置,通过多次试验,获得了较为 理想的实验结果
获得满意的实验结果，所测定的实验数据点几乎无法外推， 反应温度随反应时间变化的关系线性较差，实验结果与理 论值的相对误差超过10%，甚至更大。作为测定实验已无 法使学生获得实验的科学性、可靠性和准确性的训练。因 此，有必要改进实验仪器及方法。针对这一问题，我们自 行设计制作了一套实验装置，通过多次试验，获得了较为 理想的实验结果
2实验装置的改进及实验条件方法的确定 2.1量热计的改进 玻璃保温杯是理想的绝热系统,为了使反应充分 进行,可配以磁力搅拌器。但由于玻璃保温杯底部是 凹球底结构,一旦加入锌粉,迅速沉到底部的锌粉会 使搅拌子无法转动,容易导致实验失败。因此,我们 以热传导系数较小的聚甲基丙烯酸甲酯为材料制成平 底的量热计反应杯(图1所示)。为尽量减少热损失, 采用镀银及泡沫塑料包覆,使其接近绝热系统
2 实验装置的改进及实验条件方法的确定 2.1 量热计的改进 玻璃保温杯是理想的绝热系统，为了使反应充分 进行，可配以磁力搅拌器。但由于玻璃保温杯底部是 凹球底结构，一旦加入锌粉，迅速沉到底部的锌粉会 使搅拌子无法转动，容易导致实验失败。因此，我们 以热传导系数较小的聚甲基丙烯酸甲酯为材料制成平 底的量热计反应杯（图1所示）。为尽量减少热损失， 采用镀银及泡沫塑料包覆，使其接近绝热系统