Экспериментальная часть Приборы и реактивы
1. Учебно-лабораторный комплекс «Химия» в следующей комплектации:
- центральный контроллер;
- модуль «Электрохимия» в комплекте с электродами для измерения электропроводности;
- модуль « Термостат» в комплекте со стаканчиком (на 150 см3), мешалкой и датчиком температуры;
2. Карбамид, дистиллированная вода.
Порядок проведения эксперимента
1.Термостат наполняют дистиллированной водой (примерно 130 см3) и устанавливают в него стаканчик со 100 см3 дистиллированной воды (уровень воды в термостате должен быть выше уровня рабочего раствора в стаканчике). Термостат закрывают крышкой и устанавливают электроды для измерения электропроводности и термодатчик. Электроды в стакане устанавливаются так, чтобы они были ниже уровня раствора на 0,5–1 см.
2. Подключение электродов и термодатчика производят согласно параграфу «Управление УЛК с помощью компьютера».
3.Устанавливают термостат на поддержание требуемой температуры (50, 60 или 70 0С). Обеспечивают перемешивание воды в стаканчике и, когда температура в нем установится на требуемом уровне, переходят к выполнению следующего пункта.
4. Растворить навеску (1 г) карбамида. Через 1 минуту после начала растворения карбамида начать измерения электропроводности (этот момент берется за момент начала реакции).
5. Проводят измерение электропроводности раствора (χ) в течение 30 мин с интервалом в три минуты.
6. Чтобы довести реакцию практически до конца и определить значение χ∞, температуру в термостате необходимо поднять до 95 0С и выдержать раствор в течение 1-го часа. Затем охладить раствор до первоначальной температуры и определить его электропроводность.
Управление улк с помощью компьютерных программ
1. Универсальный контроллер подключается к персональному компьютеру через СОМ-порт с помощью специального соединительного кабеля.
2. При включенном контроллере необходимо запустить программу управления УЛК «Химия» — elsms2.exe.
3. В появившемся окне инициализации («Добро пожаловать в УЛК») необходимо выбрать вариант работы с УЛК — «Работа с контроллером». При правильно подсоединенном модуле и контроллере справа должны быть надписи: «Контроллер активен» и ниже «Модуль: Термостат». Затем необходимо войти в программу управления УЛК путем нажатия кнопки «Вход».
4. Далее попадаем в окно управления программой. Соответствие между измерительными каналами и датчиками происходит автоматически, необходимо лишь включить используемые в работе датчики. Необходимо включить «Термодатчик» на первом канале.
Для выполнения опыта необходимо включить измерение проводимости. Для этого нужно курсором поставить «галочку» в поле шестого канала.
5. При проведении эксперимента измеряется электропроводность раствора, поэтому нужно установить в соответствующем окне интервал между измерениями и число измерений. Включить поле «Усреднение». Также нужно ввести температуру проведения эксперимента в качестве дополнительного параметра. Для этого в группе элементов «Дополнительный параметр» необходимо включить поле «Использовать дополнительный параметр», включить пункт «Общий» и в поле «Значение» указать эту температуру (по шкале Кельвина). Размерность указывается в поле «Размерность».
Когда температура в реакционном пространстве приблизится к требуемой, можно начинать проведение эксперимента. При выполнении опыта выгружают навеску мочевины с помощью предварительно установленного устройства выгрузки соли. Через одну минуту (после полного растворения мочевины), мешалку выключают и производится запуск измерений путем нажатия кнопки «Измерение».
Появится окно состояния измерения - «Обмен данными с контроллером».
В ходе проведения измерений в окне «Графики» будет отображаться кривая изменения измеряемого параметра — температуры, электропроводности раствора во времени. Для выбора нужной зависимости необходимо выбрать соответствующий канал.
8. После окончания цикла измерений необходимо снова перейти в окно управления, установить температуру термостата на 97 °С и продолжить проведение опыта при повышенной температуре в течение 1-го часа. Затем охладить раствор до первоначальной температуры и определить его электропроводность.
9. Измерение заканчивается путем нажатия кнопки «Стоп». После этого экспериментальные данные передаются в программу.
10. Для проведения опытов при других температурах необходимо перейти в окно «Управление» и нажать кнопку «Текущее состояние». Далее можно продолжить выполнение работы начиная с п. 5.