1、溶解熱的測定適用對象 藥學、藥物制劑、中藥學、制藥工程、中藥學（國際交流方向）、生物工程專業實驗學時 3學時一、實驗目的1、用量熱法測定KNO3在水中的溶解熱。2、掌握測溫量熱的基本原理和測量方法。3、了解量熱法測定積分溶解熱的基本原理。二、實驗原理物質溶解時常伴有熱效應，此熱效應稱為該物質的溶解熱。 物質的溶解熱通常包括溶質晶格的破壞和溶質分子或離子的溶劑化。其中，晶格的破壞常為吸熱過程，溶劑化作用常為放熱過程，溶解熱即為這兩個過程的熱量的總和。而最終是吸熱或放熱則由這兩個熱量的相對大小所決定。 溫度、壓力以及溶質和溶劑的性質、用量、是影響溶解熱的顯著因素，根據物質在溶解過程中溶液濃度的變化

2、，溶解熱分為變濃溶解熱和定濃溶解熱，變濃溶解熱又稱積分溶解熱，為定溫定壓條件下一摩爾物質溶于一定量的溶劑形成某濃度的溶液時，吸入或放出的熱量，定濃溶解熱又稱微分溶解熱，為定溫定壓條件下一摩爾物質溶于大量某濃度的溶液時，產生的熱量。 積分溶解熱可用量熱法直接測得，微分溶解熱可從積分溶解熱間接求得，方法是，先求出在定量溶劑中加入不同溶質時的積分溶解熱，然后以熱效應為縱坐標，以溶質摩爾數為橫坐標繪成曲線，曲線上的任何一點的斜率即為該濃度時的微分溶解熱。 量熱法測定積分溶解熱，通常在被認為是絕熱的量熱計中進行，首先標定該量熱系統的熱容量，然后通過精確測量物質溶解前后因吸熱或放熱引起量熱體系的溫度變化，

3、來計算溶解過程的熱效應，并據此計算物質在該溶液溫度、濃度下的積分溶解熱。1量熱系統熱容量的標定 用一已知積分溶解熱的標準物質，在量熱計中進行溶解，測出溶解前后量熱系統的溫度變化值TS ，則量熱系統的熱容C可以根據下式計算：式中mS和MS分別為標準物質的質量和摩爾質量，HS為標準物質在某溶液溫度及濃度下的積分溶解熱，此值可由手冊上查得，C為量熱系統的熱容。2積分溶解熱的測定 將上式用于待測物質即得：式中m和M分別為待測物質的質量和摩爾質量，T為待測物質溶解前后量熱系統的溫度變化值；C為已標定的量熱系統的熱容。三、儀器設備溶解熱測定裝置 一套（見圖1）（1.貝克曼溫度計；2.攪拌器；3.杜瓦瓶；4

4、.加樣漏斗；5.加熱器。）天平（感量0.1g） 一臺秒表（1/10 S） 一塊干燥器 一個放大鏡 一個500ml容量瓶 一個20ml 稱量筒 二個 KNO3 (A.R.) 固體KCl (A.R.) 固體 圖1 四、相關知識點本課程知識點綜合：（一）貝克曼溫度計構造及使用1結構特點貝克曼（Beckmann）溫度計是一種用來精密測量體系始態和終態溫度變化差值的水銀溫度計。它的構造如圖2所示，其主要特點如下：（1）、刻度精細刻線間隔為0.01，用放大鏡可以估讀至0.002，因此測量精密度較高。 圖2（2）、溫差測量 由于水銀球中的水銀量是可變的，因測水銀柱的刻度值就不是溫度的絕對讀數，只能在56量程

5、范圍內讀出溫度差T。（3）、使用范圍較大 可在20至120范圍內使用。這是因為在它的毛細管上端裝有一個輔助水銀貯槽，可用來調節水銀球中的水銀量，因此可以在不同的溫度范圍內使用。例如，在量熱技術中，可用于冰點降低、沸點升高及燃燒熱等測量工作中。2使用方法這里介紹兩種溫度量程的調解方法：（1）恒溫浴調解法（a）首先確定所使用的溫度范圍。例如測量水溶液凝固點的降低需要能讀出1至5之間的溫度讀數；測量水溶液沸點的升高則希望能讀出99至105之間的溫度讀數；至于燃燒熱的測定，則室溫時水銀柱示值在2至3之間最為適宜。(b)根據使用范圍，估計當水銀柱升至毛細管末端彎頭處的溫度值。一般的貝克曼溫度計，水銀柱由

6、刻度最高處上升至毛細管末端，還需要升高2左右。根據這個估計值來調節水銀球中的水銀量。例如測定水的凝固點降低時，最高溫度讀數擬調節至1，那么毛細管末端彎頭處的溫度應相當于3。(c)另用一恒溫浴，將其調至毛細管末端彎頭所應達到的溫度，把貝克曼溫度計置于該恒溫浴中，恒溫5以上。(d)取出溫度計，用右手緊握它的中部，使其近乎垂直，用左手輕擊右手小臂。這時水銀即可在彎頭處斷開。溫度計從恒溫浴中取出后，由于溫度差異，水銀體積會迅速變化，因此，這一調節步驟要求迅速、輕快，但不必慌亂，以免造成失誤.(e)將調節好的溫度計置于預測溫度的恒溫浴中，觀察其讀數值，并估計量程是否符合要求。例如實驗二凝固點降低法測摩爾

7、量中，可用0的冰水浴予以檢驗，如果溫度值落在35處，意味著量程合適。若偏差過大，則應按上數步驟重新調節。(2)標尺讀數法對操作比較熟練的人可采用此法。該法是直接利用貝克曼溫度計上部的溫度標尺，而不必另外用恒溫浴來調節，其操作步驟如下：(a)首先估計最高使用溫度值。(b)將溫度計倒置，使水銀球和毛細管中的水銀徐徐注入毛細管末端的球部，再把溫度計慢慢傾斜，使貯槽中的水銀與之相連接。(c)若估計值高于室溫，可用溫水，或倒置溫度計利用重力作用，讓水銀流入水銀貯槽，當溫度標尺處的水銀面到達所需溫度時，如圖33那樣輕輕敲擊，使水銀柱在彎頭處斷開；若估計值低于室溫，可將溫度計浸與較低的恒溫浴中，讓水銀面下降

8、至溫度表尺上的讀數正好到達所需溫度的估計值，同法使水銀柱斷開。(d)與上法同，實驗調節的水銀量是否合適。注意事項1、貝克曼溫度計由薄玻璃制成，比一般水銀溫度計長得多，易受損壞。所以一般應放置溫度計盒中，或者安裝在使用儀器架上我，或者握在手中。不應任意放置。2、調節時，注意勿讓它受劇熱或劇冷，還應避免重擊。3、調節好的溫度計，注意勿使毛細管中的水銀柱再與貯槽里的水銀相連接。多課程知識點綜合：（一）溶解熱的其他測量方法溶解熱測定基本上是采用量熱法進行測定，只是具體方法有些差別，有人采用已知標準物質的積分溶解熱（例如用KCl作為標準物質），進行量熱計的標定，從而求出量熱計的恒壓比熱容，進而求出待測物

9、質的積分溶解熱。（二）溶解熱在藥學中的應用固體藥物在被生物體吸收前首先溶解，其溶解時吸熱或放熱對溶出有較大影響，特別對溶解速度影響尤其明顯，溶解熱與藥物的結晶形式也有關，同時熔解熱也是重要的物理化學參數。五、實驗步驟（一）調節好貝克曼溫度計。調節要求是，當把貝克曼溫度計浸入到作為本實驗的溶劑的水中時，溫度計水銀柱面的位置應在溫度刻度的上半部。（二）測定量熱系統的熱容本實驗采用已知氯化鉀在水中的溶解熱來標定量熱計熱容K不同溫度下1molKCl溶于200ml水中的積分溶解熱見附錄1、量熱系統初始溫度T始的測定用500ml量筒準確量取360ml蒸餾水，加入杜瓦瓶中，蓋嚴杜瓦瓶瓶塞及加樣孔的孔塞。用攪

10、拌器以一定的速度攪拌(速度不宜過快)，使蒸餾水與量熱系統的溫度基本穩定后。每分鐘用放大鏡準確讀數一次，讀準至0.002°，連續五分鐘讀數時可以認為已達到平衡，此溫度即為T始。 T始溫度讀數要求在貝克曼溫度計刻度的上半部。2、測量溶解中止時量熱系統的溫度T終打開加樣孔的孔塞，換上洗凈干燥的短頸小玻璃漏斗，把預先稱好并置于干燥器中保存的約7.5±0.01g分析純KCl，經漏斗迅速、全部地到入杜瓦瓶中，加完試樣取下漏斗，換上加樣孔塞。用攪拌器緩慢用500ml量筒準確量取360ml蒸餾水，加入杜瓦瓶中，蓋嚴杜瓦瓶瓶塞及加樣孔的孔塞。用攪拌器緩慢、均勻地攪拌。連續五分鐘溫度讀數時可以

11、認為已達到平衡，此溫度即為T終。最后用普通水銀溫度計量出量熱計中溶液的溫度。3、酸鉀積分溶解熱的測定用硝酸鉀(其重量按5.1gl KNO3 蒸餾水仍為360mol)代替氯化鉀重復以上操作。測出T始、 T終。4實驗結束，洗凈，晾干量熱裝置。（若時間允許，可重復測量，保證重復測定值的精確度在2以內。）六、實驗報告要求實驗完畢，應盡快寫出實驗報告，及時交上。實驗報告一般包括以下內容：實驗（編號） 實驗名稱專業 班級 姓名 合作者 實驗日期 實驗報告應寫出如下內容： （一）實驗目的（二）實驗原理 用文字、化學反應式及計算公式等說明，既要表述正確、條理清楚，又要盡可能的簡捷明了。（對于本實驗，

12、應畫出實驗裝置圖。）（三）主要試劑和儀器 列出本實驗中所要使用的主要試劑儀器。（四）實驗步驟 應簡明扼要地寫出本實驗步驟流程和操作要點。（五）實驗數據及其處理 1、計算量熱系統得熱容。2、計算KNO3的積分溶解熱（六）問題討論 結合物理化學中有關理論對實驗中的現象、產生的差錯和實驗誤差等進行討論和分析，以提高自己分析問題、解決問題的能力，也為以后的科學研究打下一定的基礎。七、思考題1、為什么只做膨脹功的絕熱體系在等壓過程中總焓不變？ 2、為什么要緩慢，均勻地攪拌？3蒸餾水與保溫瓶溫度不平衡，對測定有何影響？4KCl的溶解過程是吸熱還是放熱過程。八、實驗成績評定辦法本實驗成績按如下五級標準進行考

13、核評定。參考標準如下：（一）優秀（很好）能正確理解實驗的目的要求；能獨立、順利而正確地完成各項實驗操作；會分析和處理實驗中遇到的問題；能掌握所學的各項實驗技能；能較好地完成實驗報告及其它各項實驗作業；有一定創造精神和能力；有良好的實驗室工作作風和習慣。（二）良好（較好）能理解實驗的目的和要求，能認真而正確地完成各項實驗操作；能分析和處理實驗中遇到的一些問題；能掌握絕大部分所學的實驗技能，對難點較大的操作完成有困難；能一般完成實驗報告和其它實驗作業；有較好的實驗習慣和工作作風。（三）中等（一般）能基本上理解實驗目的要求；能認真努力進行各項實驗操作，但技巧較差；能分析和處理實驗中一些較容易的問題，掌握實驗技能的大部分，有30%掌握得不好；能一般完成各項實驗作業和報告；處理問題缺乏條理，工作作風較好；能認真遵守各項規章制度，學習努力。（四）及格（較差）只能機械地了解實驗內容；能一般按圖或按實驗步驟“照方抓藥”完成實驗操作；能完成60%所學的實驗技能，有些雖可做但不準確；遇到問題常常缺乏解決的辦法，在別人啟