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實驗六 反應熱的測定

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實驗六 反應熱的測定 - PowerPoint PPT Presentation


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實驗六 反應熱的測定. 一 . 實驗目的 使用自製的卡計,測量酸鹼中和、固體溶解及氧化還原過程中熱量變化;並應用黑斯定律,測定氧化鎂之莫耳生成熱。. 二 . 實驗原理 ( 一 ) 反應熱的測定 化學反應通常伴隨著能量的改變,如果反 應在常壓下進行,則能量的變化稱為 反應熱 (heat of formation) ,以 Δ H 表示。若將反應在 絕熱的環境下進行,就可以藉著測量溫度的 變化而計算反應放出或吸收的熱量。 在本實驗中,利用簡單的“ 卡計 ”,來測量 反應的熱量變化。由於在反應過程中,卡計 本身也會吸收反應所產生的熱量;因此,首

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Presentation Transcript
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一. 實驗目的

使用自製的卡計,測量酸鹼中和、固體溶解及氧化還原過程中熱量變化;並應用黑斯定律,測定氧化鎂之莫耳生成熱。

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二. 實驗原理

(一) 反應熱的測定 化學反應通常伴隨著能量的改變,如果反

應在常壓下進行,則能量的變化稱為反應熱

(heat of formation),以ΔH表示。若將反應在

絕熱的環境下進行,就可以藉著測量溫度的

變化而計算反應放出或吸收的熱量。

在本實驗中,利用簡單的“卡計”,來測量

反應的熱量變化。由於在反應過程中,卡計

本身也會吸收反應所產生的熱量;因此,首

先必須測量出卡計的熱容量 (heat capacity)。

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T1:卡計與 x mL 冷水達到平衡的溫度

T2:y mL 熱水的溫度

Tf:冷水與熱水混合後的平衡溫度

H1:熱水放出的熱量

= (T2 – Tf)ºC · y mL · 1 g/mL · 1 cal/g·ºC

H2:冷水吸收的熱量

= (Tf – T1)ºC · x mL · 1 g/mL · 1 cal/g·ºC

H3:卡計吸收的熱量

= (Tf – T1)ºC · 卡計熱容量 cal/g·ºC

H1 = H2 + H3

ΔH = ΔT · (卡計的熱容量 + 內容物的熱容量)

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(二) 黑斯定律之應用-氧化鎂之莫耳生成熱

化學反應之反應熱具有加成性,也就是當

一個化學反應方程式能以兩個(或多個)其他

反應方程式的代數和表示時,其反應熱為此兩

個(或多個)反應熱的代數和,稱為黑斯定律。

在本實驗中,測量鎂與氧化鎂分別與酸反

應之反應熱,反應方程式如式 6-1 與式 6-2,

並利用水的莫耳生成熱為 -285.8 kJ/mol ( -68.4

kcal/mol ) 及黑斯定律,可求得氧化鎂的莫耳

生成熱(式 6-4)。

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莫耳生成熱:25 ℃、1 atm下,1莫耳化合物由 其成份元素化合而成之熱量變化。

Mg(s) + 2H+(aq)Mg2+(aq) + H2(g)ΔH1 (6-1)

MgO(s) + 2H+(aq) Mg2+(aq) + H2O(l) ΔH2 (6-2)

H2(g) + ½O2(g) H2O(l)ΔHf0(H2O) (6-3)

Mg(s) + ½O2(g) MgO(s)ΔHf0(MgO) (6-4)

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三. 儀器與材料
  • 保利龍杯 (250 mL、2個)
  • 杯蓋 (1個)
  • 電子數字型溫度計
  • 燒杯 (400 mL)
  • 量筒 (100 mL)
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四. 藥品
  • 1.0 M 氫氧化鈉 ( NaOH )
  • 1.0 M 鹽酸 ( HCl )
  • 1.0 M 醋酸 ( CH3COOH )
  • 0.2 M 硫酸銅 ( CuSO4 )
  • 硝酸銨 ( NH4NO3 )
  • 鋅粉 ( Zn )
  • 氧化鎂 ( MgO )
  • 鎂片 ( Mg )
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六. 注意事項
  • 鎂片與鹽酸反應時會產生氫氣,操作時

請小心。

  • 實驗後反應之廢液請倒入特定廢液回收

桶,不可隨意倒入水槽。