Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В работе определяют интегральные теплоты растворения твёрдого вещества
(сульфата калия) и находят дифференциальную теплоту растворения. Работа
состоит из двух этапов:
1. Определение теплоёмкости калориметрической системы.
2. Определение интегральных теплот растворения K
2
SO
4
в воде .
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Этап 1. Определение теплоёмкости калориметрической системы.
См . задание 1: статья “Термометр Бекмана” и этап 2.
Этап 2. Определение интегральных теплот растворения K
2
SO
4
в воде.
Берут навеску K
2
SO
4
величиной 3,00 г и определяют ∆t при ее растворении в
400 мл воды (подробности методики – см. этап 3 задания 1). Затем опыт
повторяют с другими навесками соли, например, с 5,00, 7,00, 10,00 г и т. д.
Примечание. При взвешивании не обязательно подгонять порции соли к
целому числу граммов. Можно использовать нецелочисленные величины, но с
точно известным значением.
ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Калориметр , мерный цилиндр на 500 мл, термометр Бекмана, ртутный
термометр от 0 до 50 °С, секундомер, соли KCl и K
2
SO
4
.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Обработку результатов начинают с построения графика зависимости t - τ,
полученной на этапе 1, и нахождения ∆t. После этого по формуле (2) в задании 1
находят теплоемкость калориметрической системы С
кс
. Эту величину используют
в дальнейших расчетах. (Подробности - в задании 1).
Аналогичным образом по данным опыта на этапе 2 находят ∆ t
1
и вычисляют
теплоту растворения каждой порции соли в 400 мл воды:
42
SOKsol
H
∆
= -C
к c
⋅∆t
1
.
Наконец, переходят к молярным интегральным теплотам растворения, для
чего последние величины делят на количества вещества K
2
SO
4
, участвовавшие в
эксперименте , т. е. на
m
i
/ 174 (моль),
где m
i
– масса K
2
SO
4
(в граммах), использованная в данном опыте , 174 г/моль –
молярная масса K
2
SO
4
.
Для определения дифференциальной теплоты растворения строят график
зависимости молярных теплот
42
SOKsol
H
∆
от молярной доли K
2
SO
4
в растворе .
Последняя величина равна 
                                                                                         10
                              П О СТАН О ВК А ЗАД АЧ И

      В раб о те о пре де ляю т инте гральные те пло ты раство ре ния твёрдо го ве щ е ства
(сульфата к алия) и нахо дят диффе ре нциальную те пло ту раство ре ния. Раб о та
со сто итиз двух этапо в:
      1. Опре де ле ние те пло ёмк о сти к ало риме триче ск о й систе мы.
      2. Опре де ле ние инте гральных те пло траство ре нияK2SO4 в во де .

                       М ЕТО Д И К А ВЫ П О Л Н ЕН И Я Р АБО ТЫ

     Этап 1. О п ред елени е теп лоёмк ости к алори метри ч еск ой си стемы.
     См. задание 1: статья“Т е рмо ме тр Бе к мана” и этап 2.

      Этап 2. О п ред елени е и нтегральных теп ло       т растворени я K2SO4 в во    д е.
      Бе рутнаве ск у K2SO4 ве личино й 3,00 г и о пре де ляю т∆t при е е раство ре нии в
400 мл во ды (по дро б но сти ме то дик и – см. этап 3 задания 1). З ате м о пыт
по вто ряю тс другими наве ск ами со ли, наприме р, с 5,00, 7,00, 10,00 г и т. д.
      П р и м еч а ни е. При взве шивании не о б язате льно по дго нятьпо рции со ли к
це ло му числу граммо в. М о ж но испо льзо ватьне це ло числе нные ве личины, но с
то чно изве стным значе ние м.

                  О БО Р У Д О ВАН И Е, Р ЕАК ТИ ВЫ И М АТЕР И АЛ Ы

     К ало риме тр, ме рный цилиндр на 500 мл, те рмо ме тр Бе к мана, ртутный
те рмо ме тр о т0 до 50 °С, се к ундо ме р, со ли KCl и K2SO4.

                             О БР АБО ТК А Р ЕЗУ Л ЬТАТО В

      Об раб о тк у ре зультато в начинаю т с по стро е ния график а зависимо сти t - τ,
по луче нно й на этапе 1, и нахо ж де ния ∆t. По сле это го по фо рмуле (2) в задании 1
нахо дятте пло е мк о стьк ало риме триче ск о й систе мы Ск с. Э ту ве личину испо льзую т
в дальне йших расче тах. (По дро б но сти - в задании 1).
      А нало гичным о б разо м по данным о пыта на этапе 2 нахо дят∆t1 и вычисляю т
те пло ту раство ре нияк аж до й по рции со ли в 400 мл во ды:
                                     ∆ sol H K SO = -Cк c⋅∆t1.
                                         2       4

      Нак о не ц, пе ре хо дят к мо лярным инте гральным те пло там раство ре ния, для
че го по сле дние ве личины де лят на к о личе ства ве щ е ства K2SO4, участво вавшие в
эк спе риме нте , т. е . на
                                        mi / 174 (мо ль),
где mi – масса K2SO4 (в граммах), испо льзо ванная в данно м о пыте , 174 г/мо ль–
мо лярнаямасса K2SO4.
      Д ля о пре де ле ния диффе ре нциально й те пло ты раство ре ния стро ят график
зависимо сти мо лярных те пло т ∆ sol H K SO о т мо лярно й до ли K2SO4 в раство ре .
                                             2       4

По сле дняяве личина равна

Страницы