Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

12
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Теплотой гидратации соли называют изменение энтальпии в процессе
присоединения к 1 моль безводной соли необходимого количества
кристаллизационной воды. Непосредственное ее измерение в калориметрическом
опыте невозможно из-за невозможности однозначного и быстрого образования
индивидуального кристаллогидрата . Поэтому теплоту гидратации находят
косвенным образом – по теплотам растворения безводной соли и
кристаллогидрата при образовании растворов одинакового состава. Например,
+ 5 моль H
2
O
1 моль CuSO
4
1 моль CuSO
4
⋅
5H
2
O
(3)
(1)(2)
1 моль Cu
2+
⋅
aq, 1 моль SO
4
2-
⋅
aq
+aq +aq
Обозначив энтальпии процессов (1), (2) и (3) соответственно через
4
CuSOsol
H
∆
,
OH5CuSOsol
24
H
⋅
∆
и
4
CuSOaq
H
∆
, на основе закона Гесса можно записать:
4
CuSOaq
H
∆
=
4
CuSOsol
H
∆
-
OH5CuSOsol
24
H
⋅
∆
. (5)
В изображенном треугольнике Гесса продукты растворения CuSO
4
и CuSO
4
⋅5Н
2
О
в большом количестве воды (aq) практически не отличаются друг от друга.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В работе определяют теплоту гидратации CuSO
4
до CuSO
4
⋅5Н
2
О по
теплотам растворения этих соединений. Работа состоит из четырех этапов:
1. Определение теплоемкости калориметрической системы.
2. Подготовка солей к эксперименту .
3. Определение теплоты растворения безводной соли.
4. Определение теплоты растворения кристаллогидрата .
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Этап 1. Определение теплоемкости калориметрической системы.
См . задание 1: статья “Термометр Бекмана” и этап 2.
Этап 2. Подготовка солей к эксперименту.
Взвешивают на технических весах 6 г CuSO
4
и 10 г CuSO
4
⋅5Н
2
О и
измельчают в ступке для ускорения процесса растворения.
Примечание. При необходимости безводную соль перед взвешиванием
выдержать в сушильном шкафу в течение 30 мин при 120 … 130 °С. 
                                                                                          12
                       О БЩ АЯ ХАР АК ТЕР И СТИ К А Р АБО ТЫ

      Т е пло то й гидратации со ли называю т изме не ние энтальпии в про це ссе
присо е дине ния к       1 мо ль б е зво дно й со ли не о б хо димо го к о личе ства
к ристаллизацио нно й во ды. Н е по сре дстве нно е е е изме ре ние в к ало риме триче ск о м
о пыте не во змо ж но из-за не во змо ж но сти о дно значно го и б ыстро го о б разо вания
индивидуально го к ристалло гидрата. По это му те пло ту гидратации нахо дят
к о све нным о б разо м – по те пло там раство ре ния б е зво дно й со ли и
к ристалло гидрата при о б разо вании раство ро в о динак о во го со става. Наприме р,

                                     + 5 мо льH2O
                 1 мо льCuSO4                           1 мо льCuSO4⋅5H2O
                                           (3)
                                 +aq                       +aq
                               (1)                            (2)

                               1 мо льCu2+⋅aq, 1 мо льSO42-⋅aq

Об о значив энтальпии про це ссо в (1), (2) и (3) со о тве тстве нно че ре з ∆ sol H CuSO ,
                                                                                          4

∆ sol H CuSO ⋅5 H O и ∆ aq H CuSO , на о сно ве зак о на Ге сса мо ж но записать
         4   2             4
                                                                                    :
                                 ∆ aq H CuSO = ∆ sol H CuSO - ∆ sol H CuSO ⋅5 H O .
                                       4            4               4   2
                                                                                        (5)
В изо б раж е нно м тре уго льник е Ге сса про дук ты раство ре ния CuSO4 и CuSO4⋅5Н 2О
в б о льшо м к о личе стве во ды (aq) прак тиче ск и не о тличаю тсядруг о тдруга.

                                  П О СТАН О ВК А ЗАД АЧ И

       В раб о те о пре де ляю т те пло ту гидратации CuSO4 до CuSO4⋅5Н 2О по
те пло там раство ре нияэтих со е дине ний. Раб о та со сто итиз че тыре х этапо в:
     1. Опре де ле ние те пло е мк о сти к ало риме триче ск о й систе мы.
     2. По дго то вк а со ле й к эк спе риме нту.
     3. Опре де ле ние те пло ты раство ре нияб е зво дно й со ли.
     4. Опре де ле ние те пло ты раство ре нияк ристалло гидрата.

                        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 лоемк 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. П о     д готовк а со
                                 лей к э к сп ери менту.
     В зве шиваю т на те хниче ск их ве сах 6 г CuSO4 и 10 г CuSO4⋅5Н 2О и
изме льчаю тв ступк е дляуск о ре нияпро це сса раство ре ния.
     П р и м еч а ни е. При не о б хо димо сти б е зво дную со ль пе ре д взве шивание м
выде рж атьв сушильно м шк афу в те че ние 30 мин при 120 … 130 °С.

Страницы