Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
РАЗДЕЛ I
ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ . ТЕРМОХИМИЯ
В разделе представлены работы по практическому приложению I-го начала
термодинамики (термохимия). Теоретической основой термохимии является
закон Гесса, который получается из первого начала термодинамики при условии,
что в ходе химической реакции совершается только работа расширения (P=const)
или не совершается никакой работы (V=const):
Q = ∆U + Р∆V, при P = const Q
p
= ∆H, где H = U + PV, а при V = const Q
v
= ∆U.
Итак , тепловой эффект химических реакций, проведенных в принятых условиях ,
определяется только состоянием исходных веществ и конечных продуктов и не
зависит от пути процесса.
Тепловой эффект химической реакции - это количество теплоты , которое
выделяется или поглощается в необратимом процессе при условиях равенства
температуры продуктов реакции и исходных веществ , протекания реакции при
V=const или P=const и при отсутствии других видов работы , кроме работы
расширения.
Различают тепловые эффекты : теплоты образования вещества, теплоты
сгорания вещества, теплоты растворения и разведения, теплоты нейтрализации и
диссоциации, теплоты гидратообразования и окисления и др.
Работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ
Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ
ТВЕРДОГО РАСТВОРА ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Образование твердого раствора из индивидуальных кристаллических
веществ сопровождается выделением или поглощением теплоты . Измерить
теплоту образования такого раствора в обычных калориметрических опытах
невозможно, т. к . его образование при комнатной температуре протекает очень
медленно. Поэтому эту задачу решают косвенным путем, используя закон Гесса.
Вначале находят теплоту растворения определенной порции твердого раствора в
некотором количестве подходящего растворителя, а затем измеряют теплоту
растворения механической смеси компонентов того же состава в таком же
количестве растворителя. Если продукты растворения в первом и во втором
опытах одни и те же, то , согласно закону Гесса,
∆
f
H = ∆
sol
H
A+B
- ∆
sol
H
A-B
, (1)
где ∆
f
H – теплота образования твердого раствора системы А + В из компонентов
А и В , ∆
sol
H
A+B
– теплота растворения механической смеси компонентов, ∆
sol
H
A-B
– 
                                                                                             4


                                         Р А ЗД Е Л I
           П Е Р В О Е НА ЧА Л О ТЕ РМ О Д И НА М И КИ . ТЕ РМ О Х И М И Я
      В разде ле пре дставле ны раб о ты по прак тиче ск о му прило ж е нию I-го начала
те рмо динамик и (те рмо химия). Т е о ре тиче ск о й о сно во й те рмо химии являе тся
зак о н Ге сса, к о то рый по лучае тся из пе рво го начала те рмо динамик и при усло вии,
что в хо де химиче ск о й ре ак ции со ве ршае тсято лько раб о та расшире ния(P=const)
или не со ве ршае тсяник ак о й раб о ты (V=const):
  Q = ∆U + Р∆V, при P = const Qp = ∆H, где H = U + PV, а при V = const Qv = ∆U.
И так , те пло во й эффе к т химиче ск их ре ак ций, про ве де нных в принятых усло виях,
о пре де ляе тся то лько со сто яние м исхо дных ве щ е ств и к о не чных про дук то в и не
зависито тпути про це сса.
      Т е пло во й эффе к т химиче ск о й ре ак ции - это к о личе ство те пло ты, к о то ро е
выде ляе тся или по гло щ ае тся в не о б ратимо м про це ссе при усло виях раве нства
те мпе ратуры про дук то в ре ак ции и исхо дных ве щ е ств, про те к ания ре ак ции при
V=const или P=const и при о тсутствии других видо в раб о ты, к ро ме раб о ты
расшире ния.
      Различаю т те пло вые эффе к ты: те пло ты о б разо вания ве щ е ства, те пло ты
сго рания ве щ е ства, те пло ты раство ре ния и разве де ния, те пло ты не йтрализации и
диссо циации, те пло ты гидрато о б разо ванияи о к исле нияи др.

                                          Р аб о
                                               та 1

                    О П РЕ Д Е Л Е НИ Е ТЕ П Л О В Ы Х ЭФФЕ КТО В

               З адание 1. ОПРЕ Д Е Л Е НИ Е Т Е ПЛ ОТ Ы ОБРА З ОВ А Н И Я
           Т В Е РД ОГО РА СТ В ОРА ПРИ К ОМ Н А Т Н ОЙ Т Е М ПЕ РА Т УРЕ

                        О БЩ АЯ ХАР АК ТЕР И СТИ К А Р АБОТЫ

       Об разо вание тве рдо го раство ра из индивидуальных к ристалличе ск их
ве щ е ств со про во ж дае тся выде ле ние м или по гло щ е ние м те пло ты. И зме рить
те пло ту о б разо вания так о го раство ра в о б ычных к ало риме триче ск их о пытах
не во змо ж но , т. к . е го о б разо вание при к о мнатно й те мпе ратуре про те к ае т о че нь
ме дле нно . По это му эту задачу ре шаю т к о све нным путе м, испо льзуя зак о н Ге сса.
В начале нахо дят те пло ту раство ре ния о пре де ле нно й по рции тве рдо го раство ра в
не к о то ро м к о личе стве по дхо дящ е го раство рите ля, а зате м изме ряю т те пло ту
раство ре ния ме ханиче ск о й сме си к о мпо не нто в то го ж е со става в так о м ж е
к о личе стве раство рите ля. Е сли про дук ты раство ре ния в пе рво м и во вто ро м
о пытах о дни и те ж е , то , со гласно зак о ну Ге сса,
                                       ∆fH = ∆solHA+B - ∆solHA-B,                            (1)
где ∆fH – те пло та о б разо вания тве рдо го раство ра систе мы А + В из к о мпо не нто в
А и В , ∆solHA+B – те пло та раство ре нияме ханиче ск о й сме си к о мпо не нто в, ∆solHA-B –

Страницы