Порядок проведения опыта.

1. Отмеряют в калориметрический стакан заданное количество дистиллированной воды.

2. Берут на технических весах заданную навеску КСl (г), СuSО₄, непрокаленный (г), CuSO₄ прокаленный (г).

3. Подвешивают пробирку с исследуемым веществом к крышке термостата так, чтобы часть пробирки с веществом была под водой.

4. Для учета теплообмена калориметра с окружающей средой и определения истинного изменения температуры во время процесса весь калориметрический опыт делится на три периода:

I - предварительный период (5 мин)

II - главный период - время протекающего в калориметре процесса.

III - заключительный период (5 мин).

I.Предварительный период.

Включают секундомер и через каждые 30 сек. проводят измерение температуры (10 замеров).

II.Главный период.

Не прекращая запись температуры в указанные интервалы, высыпают из пробирки КСl или исследуемое вещество в воду. В процессе растворения соли температура в калориметрическом сосуде изменяется, а затем начинает равномерно возвращаться к температуре окружающей среды.

III. Заключительный период.

Конец изменения температуры и возвращение ее к температуре окружающей среды определяет начало заключительного периода, в течение которого делают еще 10 замеров (через 10 сек). Наносят на график полученные данные и, определив графически Δt, рассчитывают величину “К” по указанной выше формуле:

Q = [(J + g) • С + К] • ∆t/g

5. Определение теплоты растворения и теплоты гидратации. После того, как найдена величина “К” можно приступить к определению теплоты растворения солей СuSО₄ и СuSО₄•хН₂O. Как было указанно выше: теплота растворения в общем виде рассчитывается

Q_раств = Q₁ + Q₂

где Q₁ - теплота разрушения кристаллической решетки,

Q₂ - теплота гидратации.

Опыт во всем подобен предыдущему. Расчет ведут по уравнению:

Q = [(J + g) • С + К] • ∆t/g

где Q - теплота растворения 1 г соли (удельная).

Определяется вначале тепловой эффект растворения безводной соли СuSО₄. После этого аналогично определяется тепловой эффект растворения СuSО₄•хН₂O. Причем Q_раств. (СuSО₄•Н₂О) = Q₁, (Q₂=0) т.к. эта соль уже гидратирована. Следовательно, Q гидратации =Qраств. (СuSО₄) - Qраств. (СuSО₄ • хН₂О).

Определение содержания кристаллизационной воды в

СuSО₄ • хН₂О.

Кристаллы СuSО₄ при соприкосновении с водой образуют три формы гидратов:

СuSO₄ • Н₂O

СuSO₄ • 3Н₂O

СuSO₄ • 5Н₂O

Все эти формы связаны друг с другом и с парами воды следующими уравнениями химических равновесий:

СuSO₄ • Н₂O ↔ СuSO₄ + Н₂O (I)

СuSO₄ • 3Н₂O ↔ СuSO₄ • Н₂O + 2H₂O (II)

СuSO₄ • 5Н₂O ↔ СuSO₄ • 3Н₂O + 2H₂O (III)

Если в соприкосновении с влажным воздухом хранится безводный СuSО₄, то в системе устанавливается одно из трех равновесий в зависимости от давления водяных паров в системе. Количество воды в твердом СuSO₄ • хН₂О или соотношение количества гидратов разных форм можно установить калориметрически. Для этого нужно определить экспериментально удельную теплоту растворения (Q_раств.) исследуемого кристаллогидрата и сравнить с табличным.

Таблица 1.

Наименование соли	CuSO4	СuSO4 * Н2O	СuSO4 * 3Н2O	СuSO4 * 5Н2O
Теплота растворения 1 г соли в 50 мл воды, кал/г	93	52	17	-11

На основании этих данных и экспериментально определенной теплоты растворения Q_раств. (СuSO₄ • x Н₂O) в расчете на 1г CuSO₄•xH₂O можно установить, какой тип равновесия имеет место в данном случае. Очевидно, что если Q_раств находится в пределах 93 -52 кал/г, то в системе содержится СuSО₄ • Н₂О и СuSO₄ • 3Н₂O. Если в пределах 52-17 кал/г, то равновесие описывается уравнением (II) и кристаллогидраты двух форм и т.д. Составив пропорции, можно вычислить содержание воды в СuSO₄ * xН₂O.