2. Ерітіндінің парциальдық молярлы жылуын жөне еру энтропиясын анықтау

Тапсырма N 2

Жүмыстың орындалу peтi: Дайындалган ерітінділердің концентрациясы 1,2,3,4,5 моль/1000 гр. белгілі. Алдымен таза судың қаныңқан бу қысымьш олшеп, дайьшдалган кіші концентрациядан бастап, ерітінділердің қаныққан бу қысымьшың мэндерін аламыз. Өлшеу температурасы 50,60,70°С. сонан соц а) керсетілген ерітінділердегі судың активтілігін эр температурада есептейді:

б) фафигін тұрғызамыз.

-парциальдыңмолярлы судыц жылу еруі.

в) Әртұрлі температурадагы судың химиялың потенциальш есептеу

г) (/^Я20-Т) графигін тұрғызу.

Нәтижелерді рәсімдеу: 1. Берілген температурадағы парциалдық еру энгропиясьш есептеу

Берілген температурадағы парциалдық еру энгропиясьш есептеуге болады. Альшған мөліметгердің барлькъш төменгі кестеге толтырамыз.

141

Кесте J

t^C	p		N	1 Т		дяН,о	Д5Н,0

Эбулиоскопия әдісімен анықтау

Жүмыстың максаты:

1. Еріткіштң жене еритін затгың кдйнау температурасын анықгау.

2. Еритін заттың молекулалық салмағын есептеу. Жүмыскр кажетті заттар:

Сүйықтардың қайнау температурасын анықтауға арналған қүрылғы. Бекман термометрі. Хлороформ-нафталин; ССІ^-СНС1 СООН; Нр-лимон қышқылы, Hp-MgCL,.

Жүмыстың орындалу барысы: Ерітіндінің қайнау температура­сының жоғарылауьш анықгау үшін алдымен таза еріткіштің, онан соң ерітіндінің қайнау температурасын аныктайды. Әдетте еріткіш пен ерітіндінің кдйнау температурасьшың абсолюттік мәні емес, олардың кайнау температураларының айырымьш білу кджет. Оны елшеу үшін әрбір бөлігі OjOPC тең. 5-6°С шкаладан түратьш Бекман термометрі крлданылады. Ерітіндінің кдйнау температурасьш анықгау үшін керсетіген эбулиоскоп қүрылғысьш қолдану кэжет (1-сурет).

Органикалың заттардың молекулалық салмагьш анықгау үшін еріткіш ретінде ССІ^, CHCl,, Н2О қолданамыз. Олардың эбулиоскоптықтүрақгы мөндері. Аддымен кең пробирканы (биіктігі 20 CM, диаметрі 4 см) аламыз да оган тьиъш арқылы шыңы түтігін

жене термометрді (1) орналастырамыз. Бұл жерде шьшы түтігі кері суытудың мақсатын орындау үшін қолданылады. Пробиркага

20 мл еріткіштің біреуін құямыз жөне біркелкі қайнау үшін үнтақгалған фарфорды пробиркага саламыз. Алынган пробиркамызды (3) үлкен көлемі 600 мл суы бар стаканға салып, штативке орналастырамыз.

Суды еріткіштің кдйнау температурасьшан 4-5"С жоғары көтереді. Алғашқыда термометрдегі сынап тез көтеріледі, сонан соң біртіндеп температураның көтерілуі темендеп, ақырында температурасы басылады. Еріткіштің қайнау температурасын микроскоп арқылы жазып аламыз. t„ температурасын үтп рет кдйталап оның орташа мәнін аныңтап аламыз. Зертгелетін затгың молекулалық салмагын анықгау үшін, алдымен таза кепкен пробиркаға пипеткамен 20 мл ССІ^ құямыз, соңан соң мұғалімнің тапсырмасымен берген еритін заттың салмағын аналитикалық таразыда тартып алып қосамыз. Сондағы ерітіндінің қайнау температурасын 2-3 рет анықгап барьш орташа мөнін жазьш аламыз. Еригін заттың молекулалың салмағьш мьша тендеумен аныңтаймыз:

мұндЕиы: g^-epiTKinniH салмағы, гр;

gg-еритін затгың салмағы, гр.

мүнд^ы 1,-еритін заггың кдйнау температурасы, Ід-еріткіштің қайнау температурасы, Е-еріткіштің эбулиоскоптық түрақгылыз

Нәтижелерді рәсімдеу:

1. Алынған мәлімеггерді мына кестеге толтырады

ЕСЕБІ. Альшган мелімеггерді мына кестеге толтырады да, қорытьшды-сында қандай қателік кеткенін керсетеді.

Кесте 1

Кдйнау температурасы, °С		м	Кдтесі, %
еріткіш ерітівді

Бақылау сұрақтары: 1. Сұйықтықтың бетіндегі бу қысымы мен температура арасында қандай байланыс бар?

2. Қандай жатдайда сүйықтық қайнайды немесе қатады? Қайнау жене қату дегеніміз не?

3. Молекулалық салмақш анықгаудың кщадай өдістерін білесіздер?

4. Криоскопия өдісіменмолекулалықсалмақгықалайанықгауға болады?

5. Бекман термометрінің қүрылысьш, жүмыс істеу ретін сипатган-дар, оның көдімгі термометрден айырмашыльиъі қандай?

6. Криоскопия өдісін қщдай шамаларды аныңату үшін қолдануға болады?

7. Су мен түзды ерітінділердің химиялық потенциалын және активтілігін қалай анықтайды?.

8. Ерітіндінің парциальдық молярлы жылуын жөне еру энтропиясын анықтау жолы қандай?

9. Еріткіштің жене еритін затгың кайнау температурасын анықгау және еритін заттың молекулалық салмағын қалай есептейді?

.

№ 5 лабораториялық жұмыс Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық тепе-тендік

Сабақтың мақсаты Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық тепе-тендікті экспериментады. зертгеу

Тапсырмалар

Құрал-саймандар, ыдыс-аяқ, инструменттер:

Тапсырманы орындау реті:

1.1 .Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық тепе-тендік

1.2.Реакцияның изотермиялық теңдеуі

1.3.Тепе-теңцік түрақіисының температураіа төуедділігі.

3. Химиялық тепе-теңдктіі экспериментады. зертгеудің

Нәтижелерді рәсімдеу:

1..............................

2.…………………..

Кесте 1.

Зерттеу объектісінің органолептикалық және физикалық көрсеткіштері

Сынама атауы	Сапа көрсеткіштері
	Сыртқы түрі	Түсі	Дәмі	Иісі	Шығымы г.	Қолданылуы

Химиялықтепе.тендік

1.1 .Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық тепе-тендік Химиялық реакциялар гомогенді және гетерогенді деп екіге бөлінеді. Бір фаза аралығьшда жүретін реакцияларды гомогенді реакциялар деп атайды. Гомогенді реакцияларга газ фазасыңда немесе ерітінділерде жүретін химиялық процестер жатады. Мысалы:

Фазаларьш бөліну шекарасьшда өтетін химиялық реакцияларды гетерогенді реакциялар деп атақцы. Мысалы гетерогенді реакция ретінде

қарастыруға болады.

Реакидялар тепе-тендік күйге дейін концентрациясы езгермейді, мүнда өнімдер де, реагентгер де бар болады. Кей жағдайларда өнім саны (мөлшер) тепе-теңцік қоспада қалған реагентгер мөлшерінен басым болады да, практикалық көзқараспен қарағанда реакция аяқталады. Тепе-тендік күйде реакциялық қоспада реагентгер мен өнімдер концентрациясы едәуір жоғары болады.

Кез-келген жағдайлардағы тепе-тендік концентрацияларын алдын-ала білу үшін термодинамикалық есептеулер қолданылаіц.і. Химиялық реакциялардың өздігінен жүру бағьпы Гиббс энергиясының ең төменгі мәнінен (минимумьша) байланысты болады.

Берілген химиялық реакциялардың термодинамикальж, жүру хағдайының мына шамаға епт^ тең екендігі, яғни химиялық реакцияларга қатысушы барлық заттардың химиялык потенциалдарының алгебралық қосыңдысы ол^дың сгехиомегриялық коэффициентгеріне кері таңбамен көбейгіндісін керсететін шаманы-Іхимиялық ынтықтық деп атайды.

Мысалы, түрақты қысым мен температурада АЫВ теңдеуі бойьшша реакция жүріп жатсьш дейік. Сонда, Гиббс энергиясьшың элементарлың өзгерісін мьша түрде жазуға болады:

мұнда: іх^ - реакцияның реагентгері мен енімдерінщ химиялық потенциалдары;

dn-реакцияның реагештері мен енімдерінщ молярлық мөлшерінің өзгерісі. 94

Өнімдер мен бастапқы заттардың концентрацияларының қагьшасы-термодинамикалық химиялық тепе-тендіктің шарты больш табылады,бұл кеэде реакциялың жүйеде

Сонымен қатар Гиббс энергиясы ең теменгі мөнге ие болады.

Молекулалы-статистикалық түсінік бойынша химиялық тепе-тендік белгілі бір күй деп аныңталады. Бүл жағдайда тура және кері реакциялардың жылдамдылықтары бір-біріне тең болады, ал тепе-тендік сыртқы жағдайлар түрақты кезде, уақьгг өткенше сөйкес қоспа қүрамы өзгермейтін болғанда орнығады.

Бірақта қоспа қүрамының уақыт өтуіне сэйкес өзгермеуі тепе-тендіктің орнығуының белгілі ретінде тек қана мьша жағдаңда орьш алады, егер де тепе-тендік реакция нэтижесінде пайда болатьш болса, яғни реакция барысьшда қоспа қүрамы бір шама уақьггга өзгере отырьш, кейіннен өзгермей қалды деген шарт орьшдалатьш кезде.

Кей жағдайларда, химиялық реакция жүруі мүмкін қоспа қүрамы ұзақ уакьгг өзгеріссіз қалады, мұның өзі процесс бітіп тепе-теңдік орныңты деген сөз емес, кеп жүйеде катализаторсыз процесс өте баяу жүруде, сондықтан өтіп жатқан өзгерістерді тәзфибе жүзінде байқау қиьпп-а түседі.

Тепе-теңдікті табу үшін отщ екінші бір белгісі-қозғалғыштың белгісін қолдануға болады. Тепе-теңцік күйдегі жүйені осы күвден сыртқы эсер аркылы ығыстьфуға болады. Сыртқы эсер тоқтатылған кезде жүйе өздігінен бастапқы күйіне қаралады.

Сыртқы жағдайларды өзгерткенде (температура, қысым т.б.) қоспа құрамы өзгере бастайды.

Жүйе бастапқы жағдайларға оралған кезде, ол өзінің алғашқы күйіне қайта оралады. Бүл деген қарастьфыльш отьфған күй тепе-теңдікте екенін білдіреді. Егер ол жоқ болса, онда жүйе әлі тепе-тендік күйге жеткен жоқ деген сөз.

Қүрамының өзгермеулігі және қозғалғыштық белгілермен сипатталатьш күйдегі жүйені, тепе-тендік жүйесі деп атайды, ал оның қүрамьш тепе-тендік құрамы деп атайды.

Химиялық реакциялардың тепе-тендік күйі-термодинамикалық тепе-тендік түрақтылығымен-"К" сипатгалады. Берілген химиялық реакідая үшін:

"К" шамасы қатысушы затгардың активтіліктерінщ тепе-тендік кездегі қатынасына тең болады. Дәл осы сияқты молярлы-көлемдік кошденграциялар арасьшдағы қатьшас "К^" тепе-тендік константасын береді.