Хід виконання роботи

Визначення проводиться в широкій пробірці, яку розташовано у термосі. Пробірка закриваться пробкою, в якій закріплено термометр Бекмана (точність вимірювання ±0,01 ⁰С) та мішалку. Прилад для визначення теплових ефектів процесів називається калориметром.

1. З метою визначення теплоємності калориметра мірним циліндром відміряти в калориметричну пробірку 30 см³ дистильованої води та точно (±0,001 г) зважити на аналітичних терезах ~ 1 г KCl.

2. Перемішуючи воду мішалкою, зробити 6 вимірів температури з інтервалом 30 секунд за умови встановлення рівномірного ходу температури (температура після кожного вимірювання зростає або зменшується на одну й ту ж величину) і записати в табл. 3.1.

3. Всипати наважку KCl та енергійно перемішати, продовжуючи записувати температуру в табл. 3.1 з такими самими інтервалами часу (ще 5–7 вимірів після встановлення рівномірного ходу температури).

4. Побудувати графік температурного ходу для точного визначення Т з урахуванням теплообміну з оточуючим середовищем (рис. 12). Стрибок температури Т визначити екстраполяцією прямих АВ та CD на середину головного періоду ВС.

Рис.12. Графік для визначення зміни температури T при розчиненні KCl

На графіку відрізок АВ – попередній період, CD – заключний період, ВС – головний період, тривалість якого визначається крайніми точками В і С, де рівномірний хід температури переривається.

Таблиця 3.1. Результати вимірювань температури при змочуванні речовин

5. Властивості розчинників при 20 оС							Вода		Бензол
   Питома теплоємність С,							4,184		1,711
   Густина , г/см3							0,998		0,879
   Об’єм , см3							30		30
   Номер виміру	Покази термометра Бекмана
   	Вода		Вода		Вода			Бензол		Бензол
   	KCl	Крохмаль			Вугілля			Вугілля		Крохмаль
   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7
   8
   9
   10
   11
   12
   13
   14
   15
   Т
   Ск, Дж/К
   Q, Дж

   Розраховувати теплоємність калориметра С_к (Дж/К) за формулою:

,

(3.1)

де а – наважка солі, г; M – молярна маса KCl, г/моль; Q_KCl – теплота розчинення KCl, яка складає 17500 Дж/моль;  – густина води, г/см³; С – питома теплоємність води, Дж/(гК).

6. Вилити розчин солі та помити пробірку.

7. На технічних терезах зважити по дві наважки крохмалю та активованого вугілля масою 2 г кожна.

8. У вимиту калориметричну пробірку мірним циліндром налити 30 см³ дистильованої води. Перемішуючи воду мішалкою, зробити 5 –7  вимірів температури з інтервалом 30 с після встановлення рівномірного ходу температури. Всипати в пробірку крохмаль та, інтенсивно перемішуючи вміст пробірки, продовжувати записувати температуру з такими самими інтервалами часу до встановлення рівномірного температурного ходу, після чого зробити ще 5–7 вимірів. Покази термометра Бекмана упродовж дослідів записувати в табл. 3.1. Вилити суспензію та помити пробірку.

9. Аналогічні операції провести з активованим вугіллям. Вилити суспензію вугілля і води та помити пробірку. Витерти пробірку насухо фільтрувальним папером.

10. У висушену калориметричну пробірку мірним циліндром налити 30 см³ бензолу. Перемішучи бензол мішалкою, зробити 6 вимірів температури з інтервалом 30 с після встановлення рівномірного ходу температури. Засипати в пробірку активоване вугілля і провести вимірювання, аналогічні попереднім дослідам змочування водою. Вилити суспензію вугілля і бензолу у посуд для зливів (у витяжній шафі) та сполоснути пробірку бензолом.

11. Аналогічні операції провести для дослідження змочування крохмалю бензолом.

12. Побудувати графіки зміни температури з часом для визначення T. Розраховані значення записати в табл. 3.1.

13. Розрахувати теплоти змочування за формулою, Дж:

,(3.2)

де V – об’єм рідини, см³;  – густина рідини, г/см³; C – питома теплоємність рідини, Дж/(г∙К); С_к – теплоємність калориметра, Дж/К; T – зміна температури в ході досліду. При розрахунках теплот змочування у рівняння (3.2) слід підставляти властивості (, C) досліджуваної рідини. Результати обчислень записати в табл. 3.1.

14. Розрахувати величини коефіцієнтів змочування крохмалю та активованого вугілля як відношення теплот змочування відповідних матеріалів водою та бензолом: і зробити висновок про природу речовин.

Звіт

Таблиця 3.1

Графіки T = f() для розчинення KCl у воді та змочування досліджуваних порошків рідинами (всього 5 графіків).

Теплоємність калориметра С_к = .... ... Дж/К.

Значення коефіцієнтів змочування _{крохмалю} = ..............; _{вугілля} = ............

Висновок.