3 Порядок выполнения работы

1 Часть – Определение постоянной калориметра:

1) налить в калориметрический стакан 150 мл воды при помощи цилиндра;

2) собрать калориметрическую установку, согласно рисунку 2;

3) проверить настройку термометра Бекмана (проконсультироваться у преподавателя или лаборанта);

4) взвесить 2 г KCl на кусочке кальки на технических весах (точность 0,01 г);

5) ДО всыпания соли при непрерывном помешивании измерять температуру воды: взять по шкале термометра Бекмана 6–7 отсчётов через каждые 30 с. (При этом температура будет либо постоянной во времени, либо равномерно изменяющейся из-за изменения температуры окружающей среды). Пользоваться мешалкой нужно осторожно: она не должна касаться термометра;

Рисунок 3 – Засыпание соли

6) НЕ ВЫКЛЮЧАЯ секундомера, приподнять крышку калориметра, аккуратно всыпать KCl в воду так, чтобы кристаллики не попали на стенки стакана или непогруженную часть термометра (рисунок 3). Если при этом 1–2 отсчёта температуры будут пропущены, это не скажется на точности опыта, если при построении графика для определения Δt учесть этот пропуск; 7) помешивая раствор, продолжать записывать показания термометра Бекмана через каждые 30 секунд до тех пор, пока температура после снижения не станет вновь повышаться. С этого момента повышения температуры провести еще 6‑7 измерений;

8) приподнять термометр Бекмана, не снимая его с штатива, вынуть из-под термометра калориметр, термометр закрепить на штативе в приподнятом положении (рисунок 4). Вынимать и носить по лаборатории термометр Бекмана нельзя! Вынуть из калориметра внутренний стакан, вылить раствор KCl в раковину. Подставить стакан под термометр, закрепленный на штативе (рисунок 5). При помощи промывалки с дистиллированной водой ополоснуть термометр, капли воды осторожно промокнуть фильтровальной бумагой. Стакан и мешалку промыть дистиллированной водой над раковиной.

Рисунок 4 – Разборка установки	Рисунок 5 – Промывание термометра Бекмана

2 Часть – Определение теплоты растворения исследуемой соли:

Проделать опыт с исследуемой солью так же, как с KCl, согласно пунктам 1)-8).

Результаты измерений записывать в таблицу 1:

Таблица 1 – Результаты измерений

Опыт с KCl		Опыт с солью …….
Номер измерения	Температура	Номер измерения	Температура
1		1
2		2
….		….
….		….

4 Построение графиков и расчеты

Строят два графика зависимости температуры от времени (для KCl и для исследуемой соли). Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс откладывают значения времени, а по оси ординат – значения температуры. После нанесения всех экспериментальных точек получается кривая ABCD, показанная на рисунке 6 (кривая может иметь и другой вид). Время, относящееся к участку AB, в течение которого все части установки приобретают одинаковую температуру и равномерную скорость её изменения, называется «предварительным периодом». Время, относящееся к участку ВС, за которое происходит растворение соли – «главным периодом»; CD – «заключительным» (система за счёт теплообмена с окружающей средой вновь стремится приобрести комнатную температуру).

Для определения истинного значения Δt время главного периода (отрезок mn) необходимо разделить пополам и из полученной точки Е восстановить перпендикуляр до пересечения с продолжениями прямых АВ и СD. Отрезок перпендикуляра ef дает искомое значение Δt.

Следует обратить внимание на знак изменения температуры Δt: если в ходе растворения температура уменьшается, то Δt отрицательно (t_кон – t_нач < 0); если при растворении соли температура повышается, то Δt положительно (t_кон – t_нач > 0).

Рисунок 6 – График для определения действительного изменения температуры

в калориметре.

Рассчитав значение K по формуле (5), вычисляют удельную теплоту растворения исследуемой соли по формуле (6). Затем, узнав справочное значение теплоты растворения исследуемой соли по таблице 2, определяют абсолютную и относительную погрешности опыта.

Абсолютной погрешностью ΔА в определении какой-либо величины А является модуль разности между экспериментально полученным значением А^эксп и истинным значением А^справ:

ΔА = |А^эксп ‑ А^справ|. (7)

Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах, что и определяемая величина.

Относительной погрешностью δ называют отношение абсолютной погрешности к истинному значению:

, % . (8)

Таблица 2 – Теплоты растворения некоторых солей, в Дж/г (по данным [2])

Номер	Формула соли	Теплота растворения, Дж/г
1	KCl	235,8
2	KI	124,8
3	K2SO4	142,37
4	NaCl	72,89
5	KBr	169,8
6	NH4Cl	284,3
7	NH4NO3	336,94

В выводах к проделанной работе следует указать значение теплового эффекта растворения соли, определенное с той или иной погрешностью.