Лабораторный практикум по специальным разделам химии. Шапкина В.Я - 57 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

57
Рекомендации по проведению расчетов. На основании табличных
данных и экспериментально определенной теплоты растворения q одного
грамма исследуемой соли CuSO
4
·хH
2
O, можно установить, какой тип
равновесия имеет место в данном случае. Величина q зависит от того, в
каком соотношении в исследуемом образце смешаны кристаллогидраты
CuSO
4
. Очевидно, что если q находиться в пределах 389,67 – 217,88 Дж, то в
системе имеет равновесие (1) и, следовательно, содержится CuSO
4
и
CuSO
4
·H
2
O. Если q находиться в пределах 217,88 – 71,23 Дж, то равновесие
описывается уравнением (2) и в системе содержаться
–
CuSO
4
·H
2
O и
CuSO
4
·3H
2
O. И если q находиться в интервале 71,23
–
(-46,09) Дж, то
равновесие описывается уравнением (3). Для сталлизационной воды в
исследуемом образце CuSO
4
·хH
2
O нужно составить соответствующие
пропорции.
В соответствии с правилом фаз Гиббса, в исследуемом образце может
быть только две формы гидратов. Тогда 1 г образца состоит из n граммов
CuSO
4
·yH
2
O и m граммов CuSO
4
·zH
2
O (0 ≤ y¸x ≤ 5).
1= n + m.
Теплота растворения 1 г образца складывается из теплот растворения n
граммов CuSO
4
· yH
2
O и m граммов CuSO
4
· zH
2
O:
q = n·Q
CuSO
4
·yH
2
O + m·QCuSO
4
·zH
2
O.
Решением составленной системы уравнений находиться количество и
соотношение гидратов. Зная количества гидратов и их состав легко
рассчитать количество и процентное содержание кристаллизационной воды.
Пример расчета. При растворении 3-х грамм смеси гидратов в 150 см
3
воды q = 450Дж. Вычислить процентное содержание воды в образце.
При растворении 1г q = 450/3 = 150Дж. Следовательно в образце
содержится две формы гидратов – CuSO
4
· H
2
O и CuSO
4
· 3H
2
O. Составим
систему уравнений.
⎧1 = n + m
⎨
⎩150 = n·QCuSO
4
·H
2
O + m·QCuSO
4
·3H
2
O = n217,88 + m71,23
Решая систему уравнений, определяем: n = 0,537; m =0,463. Т.е. в 1г
исследуемого образца содержится 0,537 г CuSO
4
· H
2
O и 0,463 г CuSO
4
·
3H
2
O, а в 3 г – 1.611 и 1,389 г соответственно.
Молекулярные массы CuSO
4
· H
2
O и CuSO
4
· 3H
2
O – 159,5 и 213,5
г/моль.
Составляем пропорции: d 159,5 u CuSO
4
· H
2
O содержится 18 г H
2
O, а в
1,611 г CuSO
4
· H
2
O содержится x г H
2
O = 0,18.
Аналогично определяем содержание воды CuSO
4
· 3H
2
O, оно равно 0,351
г. Общее содержание в образце 0,531 г. Процентное содержание воды равно
%7,17100
3
531,0
=×
. 
   Рекомендации по проведению расчетов. На основании табличных
данных и экспериментально определенной теплоты растворения q одного
грамма исследуемой соли CuSO4·хH2O, можно установить, какой тип
равновесия имеет место в данном случае. Величина q зависит от того, в
каком соотношении в исследуемом образце смешаны кристаллогидраты
CuSO4. Очевидно, что если q находиться в пределах 389,67 – 217,88 Дж, то в
системе имеет равновесие (1) и, следовательно, содержится CuSO4 и
CuSO4·H2O. Если q находиться в пределах 217,88 – 71,23 Дж, то равновесие
описывается уравнением (2) и в системе содержаться – CuSO4·H2O и
CuSO4·3H2O. И если q находиться в интервале 71,23– (-46,09) Дж, то
равновесие описывается уравнением (3). Для сталлизационной воды в
исследуемом образце CuSO4·хH2O нужно составить соответствующие
пропорции.
   В соответствии с правилом фаз Гиббса, в исследуемом образце может
быть только две формы гидратов. Тогда 1 г образца состоит из n граммов
CuSO4·yH2O и m граммов CuSO4·zH2O (0 ≤ y¸x ≤ 5).
                                        1= n + m.
    Теплота растворения 1 г образца складывается из теплот растворения n
граммов CuSO4 · yH2O и m граммов CuSO4 · zH2O:
                          q = n·QCuSO4 ·yH2O + m·QCuSO4 ·zH2O.
    Решением составленной системы уравнений находиться количество и
соотношение гидратов. Зная количества гидратов и их состав легко
рассчитать количество и процентное содержание кристаллизационной воды.
    Пример расчета. При растворении 3-х грамм смеси гидратов в 150 см3
воды q = 450Дж. Вычислить процентное содержание воды в образце.
    При растворении 1г q = 450/3 = 150Дж. Следовательно в образце
содержится две формы гидратов – CuSO4 · H2O и CuSO4 · 3H2O. Составим
систему уравнений.
                ⎧1 = n + m
                ⎨
                ⎩150 = n·QCuSO4 ·H2O + m·QCuSO4 ·3H2O = n217,88 + m71,23
      Решая систему уравнений, определяем: n = 0,537; m =0,463. Т.е. в 1г
исследуемого образца содержится 0,537 г CuSO4 · H2O и 0,463 г CuSO4 ·
3H2O, а в 3 г – 1.611 и 1,389 г соответственно.
    Молекулярные массы CuSO4 · H2O и CuSO4 · 3H2O – 159,5 и 213,5
г/моль.
    Составляем пропорции: d 159,5 u CuSO4 · H2O содержится 18 г H2O, а в
1,611 г CuSO4 · H2O содержится x г H2O = 0,18.
    Аналогично определяем содержание воды CuSO4 · 3H2O, оно равно 0,351
г. Общее содержание в образце 0,531 г. Процентное содержание воды равно

                              0,531
                                    × 100 = 17,7% .
                                3

                                                                       57

Страницы