Экспериментальная часть.
Цель работы:
1. Ознакомление с калориметрическим методом измерения тепловых эффектов
2. Определение теплоты растворения СuSО4 (безводной)
З. Определение теплоты образования кристаллогидратов из
безводной соли
4. Определение содержания кристаллизационной воды в соли
СuSО4 * хН2О.
Материальное обеспечение: калориметр, термометр Бекмана, прокаленный КСl, СuSО4, непрокаленный СuSО4.
Определение действитель ного изменения темпера туры в калориме трических опытах
Общим и обязательным для всех работ в практикуме по термохимии является определение изменения температуры в ходе калориметрического опыта. В процессе опыта происходит теплообмен с окружающей средой. Следствием этого является потеря тепла в окружающую среду. Поэтому разница между температурами начала и конца изучаемого процесса обычно отличается от измерений температуры процесса, определяемого в условиях, исключающих тепловые потери. Определение действительного значения ∆t по данным, полученным в результате опыта, можно произвести двумя способами - аналитическим и графическим. В данной работе применяется графический метод как более простой.
Обра ботка полученных опытных данных.
На миллиметровой бумаге, в масштабе, равном 1 мин, на оси абсцисс откладывается время, на оси ординат - температура, выбор масштаба которой зависит от величины.
После того, как на графике нанесены все экспериментальные точки, получится кривая АВСD. Время, относящееся к участку АВ, называется “начальным” периодом, ВС- “главным”, СD - “конечным”.
Рис. 4.
Чтобы определить действительное изменение ∆t неискаженное тепловым обменом, происходящим в течении главного периода продолжают линии АВ,СD до пересечения с вертикальной прямой ЕF, лежащей между точками В и С. Положение линии ЕF находится построением: точки m и n температуры, соответственно, начала и конца главного периода, а точка К на оси ординат равноудалена от m и n.Через точку, найденную пересечением участок ВС и горизонтали проведенной из точки К опускают вертикальную прямую. Отрезок ЕF будет действительным изменением температуры системы (Δt), таким изменением, которое сопровождало бы процесс в условиях, исключающих потери в окружающую среду.
Точность определения и вычисления изменения температуры за счет теплового процесса является основным фактором, определяющим точность конечного результата.
Ход работы.
Определение тепловой постоянной калориметра К (по КСl).
“К” - постоянная калориметра характеризует количество тепла, которое необходимо подвести к участвующей в теплообмене части калориметра, чтобы поднять его температуру на один градус.
Для определения тепловой постоянной измеряют понижение температуры при растворении КСl в воде. Зная теплоту растворения КСl, рассчитывают “К” по уравнению теплового баланса:
Q = [(J + g) • С + К] • ∆t/g
где Q=q - удельная теплота растворения КСl, равная -56,7 кал/г;
J - навеска воды;
g - навеска КСl (или исследуемого вещества).;
С - теплоемкость воды 0,980 кал/г • град.;
∆t - действительное изменение температуры процесса
растворения, найденное графически.