Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Воронежский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Praktikum_po_termodinamike

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.03.2016

Размер:

774.83 Кб

Скачать

☆

1 / 91 2 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

М и ни сте р ство о б р а зо ва ни я Ро сси йско й Ф е де р а ц и и В о р о не ж ски й го суда р стве нный уни ве р си те т

Х и м и чес к и й ф а к у льтет

К а ф едр а ф и зи ч еск ой хи м и и

М аршак о в И .К ., В ве де нск ий А .В ., К равче нк о Т .А , К алуж ина С.А ., К о ндрашин В .Ю ., Со цк аяН.В ., Т утук ина Н .М ., Бо б ринск аяЕ .В .,

Ко заде ро в О.А ., Про тасо ва И .В .

Метод и ч еск оеп особ и е

клаб о рато рно му прак тик уму по физиче ск о й химии

Часть1

Х им ическая т ерм одинам ика

для ст удент ов хи м и ч еск ого ф а к ульт ет а

всех ф ор м обуч ени я

В о ро не ж 2002

М е то диче ск ие ук азания разраб о таны к о лле к тиво м пре по давате ле й к афе дры физиче ск о й химии В ГУ в со ставе : про ф. В ве де нск ий А .В ., про ф. К равче нк о Т .А ., про ф. К алуж ина С.А ., до ц. К о ндрашин В .Ю ., до ц. Со цк ая Н.В ., асс. Т утук ина Н.М ., асс. Бо б ринск аяЕ .В ., асс. К о заде ро в О.А ., асс. Про тасо ва И .В .

По д ре дак цие й про ф. М аршак о ва И .К .

А вто ры б лаго дарят к .х.н. К рысано ва В .А . за по мо щ ь в по дго то вк е это й раб о ты к изданию .

			3
	П РЕ Д И С Л О В И Е
По физиче ск о й химии издано мно го к ниг, в к о то рых пре к расно			изло ж е ны
о сно вные те о ре тиче ск ие	во про сы и прак тиче ск ие задания,	по зво ляю щ	ие лучше
по нятьфундаме нтальные	зак о ны. Однак о физиче ск ая химия сто льмно го гранна,
что о хватитьвсе е е о б ласти в о дно м издании не во змо ж но ,		да и де латьэто го не

надо . К аж до е издание пре сле дуе тпре по датьтак зак о ны физиче ск о й химии, что б ы

о ни б ыли наиб о ле е по нятны и по ле зны читате лям,		инте ре сую щ имся то й		или
друго й о б ластью химиче ск о й наук и в данно м вузе .
На	химиче ск о м фак ульте те В о ро не ж ск о го го суниве рсите та		в те че ние	уж е
мно гих	ле т сло ж илась о пре де ле нная те матик а	научных	иссле до ваний,

о б ладаю щ их сво е й спе цифик о й (те рмо динамик а тве рдо го со сто яния, равно ве сияв

ио нитах и ме мб ранах,	равно ве сияв раство рах эле к тро лито в и т.д.). По это му при
изуче нии физиче ск о й	химии, наряду с изло ж е ние м о б щ их фундаме нтальных
по ло ж е ний и зак о но в,	о со б о е внимание уде ляе тсяпро б ле мам физиче ск о й химии,

ре ше ние м к о то рых занимаю тся аспиранты, магистры, дипло мник и и студе нты химиче ск о го фак ульте та В ГУ.

Пре длагае мо е издание пре сле дуе тсво е й це лью датьо писание лаб о рато рных раб о т (по пе рво й части физиче ск о й химии – химиче ск о й те рмо динамик е ), к о то рые уж е в те че ние мно гих ле твыпо лняю тсяна к афе дре физиче ск о й химии и наиб о ле е о тве чаю т научным инте ре сам со трудник о в и студе нто в химиче ск о го фак ульте та. В пре длагае мых раб о тах те о ре тиче ск ая частьсве де на к минимуму. Д аны то льк о о сно вные о пре де ле нияи фундаме нтальные уравне ния, не о б хо димые

для расче та те х или иных ве личин.

Осно вно е

внимание

уде ле но де тально му

о писанию

усло вий

эк спе риме нта

е го

выпо лне нию ,

правильно й

о б раб о тк е

эк спе риме нтальных

данных

к о рре к тно го

их

пре дставле ния,

так ж е

фо рмулиро ванию выво до в, выте к аю щ их из эк спе риме нтально го

иссле до вания.

Д ля это го

к о нце

к аж до й

лаб о рато рно й раб о ты

сфо рмулиро ваны

о сно вные

во про сы, на к о то рые до лж ны б ытьданы о тве ты в выво дах и зак лю че нии.

Х арак те рно й о со б е нно стью данно го

издания являе тся так ж е то ,

что все

лаб о рато рные

раб о ты

со де рж ат

пе ре че нь

ре ак тиво в

о б о рудо вания,

не о б хо димых

для

выпо лне ния

эк спе риме нтально й

части.

В арьируя их,

пре по давате ль, ве дущ ий

прак тик ум,

мо ж е т испо льзо ватьразличные

варианты

задач и те м самым изб е ж атьпо вто ре ния заданий

в пре де лах о дно й

группы

студе нто в.

			4
		РА ЗД Е Л I
	П Е РВ О Е НА ЧА Л О ТЕ РМ О Д И НА М		И КИ . ТЕ РМ О ХИ М И Я
В	разде ле	пре дставле ны раб о ты по прак тиче ск о му прило ж е нию I-го начала
те рмо	динамик и	(те рмо химия). Т е о ре тиче ск о й	о сно во й те рмо химии являе тся

зак о н Ге сса, к о то рый по лучае тсяизпе рво го начала те рмо динамик и при усло вии,

что	в хо де химиче ск о й ре ак ции со ве ршае тсято льк о раб о та расшире ния(P=const)
или не со ве ршае тсяник ак о й раб о ты (V=const):
Q =	U + Р V, при P = const Qp = H, где H = U + PV, а при V = const Qv = U.

И так , те пло во й эффе к тхимиче ск их ре ак ций, про ве де нных в принятых усло виях,

о пре де ляе тся то льк о со сто яние м исхо дных ве щ		е ств и к о не чных про дук то в и не
зависито тпути про це сса.
Т е пло во й эффе к т химиче ск о й ре ак ции -		это к о личе ство те пло ты,		к о то ро е
выде ляе тся или по гло щ ае тся в не о б ратимо м про це ссе			при усло виях раве нства
те мпе ратуры про дук то в ре ак ции и исхо дных ве щ е ств,			про те к ания ре ак ции при
V=const или P=const и	при о тсутствии других видо в раб о ты, к ро ме			раб о ты
расшире ния.
Различаю т те пло вые	эффе к ты: те пло ты	о б разо вания ве щ е ства,		те пло ты
сго ранияве щ е ства, те пло ты раство ре нияи разве де ния,			те пло ты не йтрализации и
диссо циации, те пло ты гидрато о б разо ванияи о к исле нияи др.

Раб ота 1

О П РЕ Д Е Л Е НИ Е ТЕ П Л О В Ы Х ЭФФЕ КТО В

	З адание 1. ОПРЕ Д Е Л Е НИ Е Т Е ПЛ ОТ Ы ОБРА З ОВ А НИ Я
	Т В Е РД ОГОРА СТ В ОРА ПРИ К ОМ			НА Т НОЙ Т Е М ПЕ РА Т УРЕ
	ОБЩ АЯ ХАР АК ТЕР ИСТИК А Р АБОТЫ
Об разо вание тве рдо го		раство ра	из	индивидуальных к ристалличе ск их
ве щ е ств	со про во ж дае тся выде ле ние м		или	по гло щ е ние м те пло ты. И зме рить
те пло ту	о б разо вания так о го	раство ра	в о б ычных к ало риме триче ск их о пытах

не во змо ж но , т. к . е го о б разо вание при к о мнатно й те мпе ратуре про те к ае т о че нь ме дле нно . По это му эту задачу ре шаю тк о све нным путе м, испо льзуязак о н Ге сса.

В начале нахо дятте пло ту раство ре нияо пре де ле нно й по рции тве рдо го				раство ра в
не к о то ро м к о личе стве по дхо дящ е го	раство рите ля, а	зате м изме ряю т те пло ту
раство ре ния ме ханиче ск о й сме си к о мпо не нто в то го		ж е	со става в	так о м ж е
к о личе стве раство рите ля. Е сли про дук ты раство ре ния в			пе рво м и	во вто ро м
о пытах о дни и те ж е , то , со гласно зак о ну Ге сса,
fH =	solHA+B - solHA-B,			(1)

где fH – те пло та о б разо ваниятве рдо го раство ра систе мы А + В изк о мпо не нто в А и В , solHA+B – те пло та раство ре нияме ханиче ск о й сме си к о мпо не нто в, solHA-B –

						5
та ж е	ве личина длятве рдо го			раство ра. З наче ние		DfH рассчитывае тсяна 1 мо ль
тве рдо го		раство ра, к о то рый		со де рж ит 6,02×1023		струк турных е диниц А и В .
Нуле во й те пло во й эффе к тсо о тве тствуе тиде ально му раство ру.
			П ОСТАНОВК А ЗАД АЧ И
В	раб о те		о пре де ляю т мо лярную		те пло ту о б разо вания тве рдо го раство ра
систе мы		KCl –	KBr при к о мнатно й		те мпе ратуре . Раб о та со сто ит из че тыре х
этапо в:

1.Приго то вле ние тве рдо го раство ра систе мы KCl – KBr.

2.Опре де ле ние те пло е мк о сти к ало риме триче ск о й систе мы.

3.Опре де ле ние те пло ты раство ре ниятве рдо го раство ра.

4. Опре де ле ние те пло ты раство ре ния ме ханиче ск о й сме си к о мпо не нто в тве рдо го раство ра (KCl + KBr).

МЕТОД ИК А ВЫ П ОЛ НЕНИЯ Р АБОТЫ

Те рмо ме тр Бе к мана

Т е рмо ме тр Бе к мана со сто итиздвух ре зе рвуаро в с ртутью , связанных то нк им

к апилляро м, снаб ж е нным шк ало й. Ниж ний, о сно вно й ре зе рвуар	те рмо ме тра
име е т б о льшо й о б ъ е м, по это му даж е не значите льно е изме не ние	те мпе ратуры
вызывае т заме тно е пе ре ме щ е ние ме ниск а ртути по то нк о му к апилляру. Д лина
к апилляра (шк ала те рмо ме тра) рассчитана на изме ре ние разно сти те мпе ратур не

б о ле е 5 град. Це на де ле нияшк алы те рмо ме тра со ставляе т0,01 град. Спо мо щ ью


лупы мо ж но про изве сти о тсче тте мпе ратуры с то чно стью 0,002 град.
Че м выше те мпе ратура к ало риме триче ск о го о пыта, те м б о льше								ртути при
настро йк е	те рмо ме тра пе ре во дят из о сно вно го ре зе рвуара в ве рхний, запасно й
ре зе рвуар.	В е рхний ре зе рвуар име е т шк алу,					служ ащ ую для о рие нтиро во чно го
о пре де ле нияте мпе ратуры, на к о то рую					настро е н те рмо ме тр.
Пе ре д	настро йк о й		те рмо ме тра		о пре де ляю т,		к ак о в харак те р	изме не ния
те мпе ратуры о ж идае тся в пре дсто ящ е м о пыте						(или о пытах). Е сли изве стно , что
те мпе ратура		до лж на по ниж аться,		е го	настраиваю т так , что б ы ртутный ме ниск
о стано вился		в ве рхне й	части	шк алы. В		случае	по выше ния те мпе ратуры,
настро йк у ве дут на ниж ню ю частьшк алы. К о гда знак изме не ния те мпе ратуры

не изве сте н, настро йк у про изво дятна се ре дину шк алы. Т ак		ж е по ступаю т, е сли на
о дно м этапе раб о ты о ж идае тся	по ниж е ние , а на	друго м –	по выше ние
те мпе ратуры.
Д ля настро йк и те рмо ме тра е го	по ме щ аю т в во ду,	име ю щ ую	те мпе ратуру

о пыта (в данно й раб о те - к о мнатную те мпе ратуру). Е сли по исте че нии приме рно 5

мин. выяснится, что ме ниск нахо дится значите льно ниж е		тре б уе мо го уро вня,
те рмо ме тр пе ре во рачиваю т ве рхне й частью вниз.	Л е гк им	по стук ивание м	по
те рмо ме тру до б иваю тся, что б ы ртутьпе ре те к ала	из б о льшо го ре зе рвуара		по

к апилляру в запасно й и со е диниласьс ртутью запасно го ре зе рвуара. Осто ро ж но , что б ы ре зк им то лчк о м не разо рватьсто лб ик ртути в к апилляре , пе ре во рачиваю т

										6
те рмо ме тр	в	правильно е	по ло ж е ние		и	сно ва по груж аю т е го			в	во ду с
те мпе ратуро й		пре дсто ящ е го		о пыта.	Ртуть до лж на			пе ре те к ать из		ве рхне го
ре зе рвуара	в	ниж ний по	принципу со о б щ			аю щ ихся со судо в. Ш к ала				ве рхне го
ре зе рвуара	приб лизите льно			по к азывае т,		на	к ак ую	те мпе ратуру		настро е н
те рмо ме тр.	По сле то го к ак			ме ниск	ртути в		ве рхне м ре зе рвуаре		пе ре стане т

пе ре ме щ аться, что наступае то б ычно че ре з5 мин., ле гк им ударо м те рмо ме тра о б рук у разрываю т сто лб ик ртути в ме сте со е дине ния к апилляра с ве рхним

ре зе рвуаро м. Д але е не значите льно			нагре ваю т ниж ний		ре зе рвуар, прик асаяськ
не му ладо нью	рук и. В	ре зультате	нагре ва	в ме сте	со е дине ния к апилляра с
ве рхним ре зе	рвуаро м	по являе тся	к апе льк а	ртути.	Л е гк им по стук ивание м

те рмо ме тра о б рук у стряхиваю тэту к апе льк у вниз. Сно ва по ме щ аю тте рмо ме тр в

во ду, име ю щ ую		те мпе ратуру пре дсто ящ е го о пыта, и наб лю даю т за устано вк о й
ме ниск а	ртути.	Е сли ме ниск ртути	о к аж е тся значите льно выше не о б хо димо го
уро вня,	то частьртути из ниж не го		ре зе рвуара пе ре во дят в ве рхний. Д ля это го

нагре ваю тниж ний ре зе рвуар ладо нью рук и и по явившую ся в ме сте со е дине ния ве рхне го ре зе рвуара с к апилляро м к апе льк у ртути стряхиваю твниз. Е сли ртутьв

к апилляре о стано витсяниж е нуж но го	уро вня, настро йк у те рмо ме тра начинаю тс
само го начала.
С те рмо ме тро м Бе к мана сле дуе т о б ращ аться о че ньо сто ро ж но			(не разб ить
е го ). Не льзя о ставлятьте рмо ме тр в хо де раб о ты б е з присмо тра.		Настро е нный
те рмо ме тр не до лж е н нахо диться в	го ризо нтально м по ло ж е нии.	В	не раб о чие

про ме ж утк и вре ме ни те рмо ме тр по ме щ аю т в массивный (усто йчивый) со суд с во до й, име ю щ е й те мпе ратуру о пыта. В про це ссе раб о ты сле дятза те м, что б ы не нарушаласье го настро йк а.

Этап 1. П ри готовлени е твёрд огораствора си стемы KCl –KBr.

Е сли пре по давате ле м не б уде тук азано иначе , б е рут2,50 г KCl и 4,00 г KBr,

приливаю т 10 … 12	мл	во ды и упариваю т до суха	при слаб о м нагре вании.
По луче нный сухо й о стато к		б уде тпре дставлятьсо б о й тве рдый раство р, в к о то ро м
мо лярные до ли KCl и KBr о динак о вы (по 0,50).
Этап 2. О п ред елени е теп лоёмк ости к алори метри ч еск ой си стемы.
К ало риме триче ск ая систе ма изо б раж е на на рис.1.			Сте к лянный цилиндр 1
вставле н в те рмо с 2,	выпо лняю щ ий ро льизо те рмиче ск о й о б о ло чк и. Цилиндр
зак рывае тся к рышк о й	3,	ск во зьк о то рую про пущ е ны	те рмо ме тр Бе к мана 4 и

ме шалк а 5, приво димаяв движ е ние эле к тро мо то ро м 6. Бло к питания7 по тре б ляе т напряж е ние 220 В , по это му не о б хо димо со б лю датьправила эле к тро б е зо пасно сти.

В цилиндр наливаю т 400 мл дистиллиро ванно й во ды и изме ряю т е ё те мпе ратуру о б ычным ртутным те рмо ме тро м. К ало риме тр зак рываю т к рышк о й, вк лю чаю тме шалк у и в те че ние 5-6 мин. записываю тче ре зк аж дые 30 с по к азания те рмо ме тра Бе к мана (начальный пе рио д к ало риме триче ск о го о пыта). З ате м в цилиндр б ыстро всыпаю тзаране е о тве ше нные на аналитиче ск их ве сах 3,00 г со ли

KCl, те пло та раство ре ния к о то ро й то чно	изве стна. К ало риме тр нак рываю т
к рышк о й и про до лж аю тзаписыватьс те м ж е	инте рвало м по к азанияте рмо ме тра

Бе к мана е щ ё 8-12 мин., не вык лю чая ме шалк и (главный и к о не чный пе рио д

		7
о пыта). И з-за по гло щ е ния те пло ты при	раство ре нии	со ли про изо йдёт ре зк о е
паде ние те мпе ратуры, по это му те рмо ме тр	Бе к мана сле	дуе тнастро итьпо ве рхне й

части усло вно й те мпе ратурно й шк алы. По заве рше нии главно го пе рио да вно вь устанавливае тсяо тно сите льно равно ме рный хо д те мпе ратуры.

3	6	7
	4	220 В
	4
	5	2
	1	2
	1

Рис.	1.	Схе ма
к ало риме триче ск о й		систе мы
(по ясне нияв те к сте )

Т ипичный вид те мпе ратурно й к риво й при к ало риме триче ск о м изме ре нии эндо те рмиче ск о го те пло во го эффе к та по к азан на рис.2.

t, усл. град.
					h
∙	ο	ο	ο	∙
ο a ο	ο	ο	ο
ο a ο			b
t			ο
			ο
∙			ο	∙	ο	ο ο	c	ο	ο	ο	οd
			ο	ο	ο	ο ο		ο	ο	ο	οd
			5 ∙	∙		∙10			τ, мин		15

Рис.	2.	Опре де ле ние
те мпе ратурно го		ск ачк а в хо де

к ало риме триче ск о го о пыта

Что б ы о пре де литьизме не ние те мпе ратуры	t, не иск аж е нно е те пло о б ме но м,
про исхо дящ им в те че ние главно го пе рио да bc,	испо льзую т графиче ск ий ме то д.

Главный пе рио д (где про исхо дит ре зк о е изме не ние те мпе ратуры) де лят на две равные части и че ре з е го се ре дину во сстанавливаю т пе рпе ндик уляр h. Д але е участк и а b и cd про до лж аю тдо пе ре се че нияс этим пе рпе ндик уляро м. Рассто яние ме ж ду по луче нными то чк ами равно то му изме не нию те мпе ратуры, к о то ро е име ло б ы ме сто в о тсутствие те пло о б ме на.

Вни м а ни е! Не о б хо дим уче тзнак а t: так , в о пыте с по ниж е ние м те мпе ратуры

(рис. 2) Dt < 0.	8
(рис. 2) Dt < 0.
Т е пло е мк о стьк ало риме триче ск о й систе мы Ск с нахо дятизуравне ния:
DsolHKCl = - Cк c×Dt,	(2)

где DsolHKCl – те пло та раство ре ния 3,00 г KCl в 400 мл во ды при те мпе ратуре о пыта (те мпе ратура изме ре на о б ычным те рмо ме тро м в само м начале о пыта).

При 25 °СDsolHKCl = 0,7067 к Д ж . Т е мпе ратурную по правк у в DsolHKCl нахо дятпо фо рмуле

DsolHKCl = 0,7067 + 3,01×10-3×(t – 25) к Д ж ,

где t – те мпе ратура о пыта.

Этап 3. О п ред елени е теп лоты растворени я твёрд огораствора.
И з приго то вле нно й	по рции	тве рдо го раство ра KCl –	KBr б е рут 5,20 г и,
по льзуясь изло ж е нно й	выше	ме то дик о й, о пре де ляю т	Dt (с	уче то м	знак а
ве личины).
Этап 4. О п ред елени е теп лоты растворени я мех ани ч еск ой				смеси	солей .
В зве шиваю т то чно так о е	ж е к о личе ство к о мпо не нто в, к о то ро е вхо дит в 5,20 г

тве рдо го раство ра систе мы KCl – KBr, т. е . 2,00 г KCl и 3,20 г KBr. З ате м о б е со ли

о дно вре ме нно раство ряю т в	400 мл дистиллиро ванно й во ды и	анало гичным
о б разо м нахо дятDt.
П р и м еч а ни е. К аче ство	эк спе риме нта в значите льно й ме ре	зависит о т

то чно сти взве шивания, т. е . о тто го , наск о льк о то чно выпо лне но раве нство 5,20 г

= 2,00 г +	3,20 г и в к ак о й сте пе ни со б лю де на про по рция	2,50г	=	2,00г	,
		004г,		203г,
о пре де ляю щ	аяк о личе стве нный со став тве рдо го раство ра.

ОБОР У Д ОВАНИЕ, Р ЕАК ТИВЫ И М АТЕР ИАЛ Ы

К ало риме тр, ме рный цилиндр на 500 мл, те рмо ме тр Бе к мана, ртутный те рмо ме тр о т0 до 50 °С, се к ундо ме р, фарфо ро ваячашк а, со ли KCl и KBr.

ОБР АБОТК А Р ЕЗУ Л ЬТАТОВ

Об раб о тк у ре зультато в начинаю т с по стро е ния график а зависимо сти t - t, по луче нно й на этапе 2, и нахо ж де нияDt. По сле это го по фо рмуле (2) вычисляю т

Ск с. По сле дню ю ве личину испо льзую тв дальне йших расче тах.
А нало гичным о б разо м по данным о пыта на этапе 3 нахо дят Dt1				и дале е
вычисляю тте пло ту раство ре ния5,20 г тве рдо го раство ра в 400 мл во ды:
	DsolHKCl - KBr = - Cк c×Dt1.			(3)
Нак о не ц, из о пыта на этапе	4 о пре де ляю т Dt2 и нахо дят те пло ту раство ре ния
ме ханиче ск о й сме си (2,00 г KCl + 3,20 г KBr) в так о й ж е по рции во ды:
По ск о льк у про дук ты	DsolHKCl + KBr = - Cк c×Dt2.		и	(4)
	раство ре ния	в о б о их случаях о дни		те ж е
(гидратиро ванные ио ны K+,	Cl- и Br-),	те пло ту о б разо вания 5,20	г	тве рдо го

раство ра рассчитываю тпо фо рмуле (1). Д лянахо ж де ниямо лярно й ве личины DfH рассчитанно е значе ние сле дуе тразде литьна 0,0537 мо ль.

В “В ыво дах к раб о те ” не о б хо димо ук азатьсле дую щ е е :
1. К ак о й тип к ало риме тра испо льзо ван в насто ящ					е й раб о те ? (См. [1]).
2. По че му изме ре нно е значе ние			Ск с не равно		те пло е мк о сти		400 г во ды,
залито й в к ало риме тр ( CH2O = 4180		Д ж		)?
		к г × К

3. К ак о в знак те пло ты о б разо вания тве рдо го раство ра и к ак о в о ж идае мый
харак те р о тк ло не ний о тзак о на Рауляв систе ме KCl – KBr?
4. Е сть ли о сно вания распро странять сде ланные						выше зак лю че ния на
тве рдые раство ры с другим со о тно ше ние м к о мпо не нто в?
	Л ИТЕР АТУ Р А
1. К урс физиче ск о й химии /		По д ре д. Я .И . Ге расимо ва. Т .1. –					М	.: Х имия,
1970. – С. 72-73.
2. Прак тик ум по физиче ск о й химии / По д ре д. И .В . К удряшо ва. - М								.: В ысш.
шк ., 1989. - С. 133-135.
З адание 2. ОПРЕ Д Е Л Е НИ Е И НТ Е ГРА Л ЬНОЙ И Д И ФФЕ РЕ НЦИ А Л ЬНОЙ
	Т Е ПЛ ОТ РА СТ В ОРЕ НИ Я
	ОБЩ АЯ ХАР АК ТЕР ИСТИК А Р АБОТЫ
Т е пло та	раство ре ния зависит о т приро ды				раство ряе мо го		ве щ е ства и
раство рите ля,	те мпе ратуры и к о нце нтрации раство ра. И зме не ние энтальпии при
раство ре нии 1 мо льчисто го ве щ е ства в так о м к о личе стве						раство рите ля, к о то ро е

о тве чае т по луче нию раство ра заданно й к о нце нтрации, называе тся инте грально й те пло то й раство ре ния.

Д иффе ре нциально й те пло то й раство ре нияназывае тсяизме не ние энтальпии,

вызванно е раство ре ние м 1		мо льве щ е ства	в	сто льб о льшо м о б ъ ёме раство ра
данно го ве щ	е ства с данно й	к о нце нтрацие й,	что приб авле ние е щ ё о дно го мо ль
ве щ е ства не	приво дитк заме тно му изме не нию			к о нце нтрации. И наче го во ря, это

е стьпарциальнаямо льнаяэнтальпияраство рённо го к о мпо не нта 2:

H 2 = (¶H ¶n 2 )P ,T ,n1 ,

где Н - энтальпия раство ра, со сто ящ е го из n1 мо льраство рите ля и n2 мо ль раство рённо го ве щ е ства. Д иффе ре нциальные те пло ты раство ре нияне мо гутб ыть о пре де ле ны к ало риме триче ск и, о ни вычисляю тсяиз инте гральных те пло тили из других данных.

И нте гральные те пло ты широ к о испо льзую тся в расчётах различных те пло т по зак о ну Ге сса. Д иффе ре нциальные те пло ты харак те ризую тте рмо динамиче ск ие сво йства раство ро в и про це сс их о б разо вания.

ПОСТАНОВК А ЗАД АЧ И

Враб о те о пре де ляю тинте гральные те пло ты раство ре ниятвёрдо го ве щ е ства

(сульфата к алия) и нахо дят диффе ре нциальную те пло ту раство ре ния. Раб о та со сто итиздвух этапо в:

1.Опре де ле ние те пло ёмк о сти к ало риме триче ск о й систе мы.

2.Опре де ле ние инте гральных те пло траство ре нияK2SO4 в во де .

МЕТОД ИК А ВЫ П ОЛ НЕНИЯ Р АБОТЫ

Этап 1. О п ред елени е теп лоёмк ости к алори метри ч еск ой си стемы.

См. задание 1: статья“Т е рмо ме тр Бе к мана” и этап 2.

Этап 2. О п ред елени е и нтегральных теп лот растворени я K2SO4 в вод е.

Бе рутнаве ск у K2SO4 ве личино й 3,00 г и о пре де ляю тDt при е е раство ре нии в 400 мл во ды (по дро б но сти ме то дик и – см. этап 3 задания 1). З ате м о пыт по вто ряю тс другими наве ск ами со ли, наприме р, с 5,00, 7,00, 10,00 г и т. д.

П р и м еч а ни е. При взве шивании не о б язате льно по дго нятьпо рции со ли к це ло му числу граммо в. М о ж но испо льзо ватьне це ло числе нные ве личины, но с то чно изве стным значе ние м.

ОБОР У Д ОВАНИЕ, Р ЕАК ТИВЫ И М АТЕР ИАЛ Ы

К ало риме тр, ме рный цилиндр на 500 мл, те рмо ме тр Бе к мана, ртутный те рмо ме тр о т0 до 50 °С, се к ундо ме р, со ли KCl и K2SO4.

ОБР АБОТК А Р ЕЗУ Л ЬТАТОВ

Об раб о тк у ре зультато в начинаю т с по стро е ния график а зависимо сти t - t, по луче нно й на этапе 1, и нахо ж де нияDt. По сле это го по фо рмуле (2) в задании 1 нахо дятте пло е мк о стьк ало риме триче ск о й систе мы Ск с. Э ту ве личину испо льзую т в дальне йших расче тах. (По дро б но сти - в задании 1).

А нало гичным о б разо м по данным о пыта на этапе 2 нахо дятDt1 и вычисляю т те пло ту раство ре нияк аж до й по рции со ли в 400 мл во ды:

H	= -Cк c×Dt1.
2SO 4	K sol

Нак о не ц, пе ре хо дят к мо лярным инте гральным те пло там раство ре ния, для че го по сле дние ве личины де лятна к о личе ства ве щ е ства K2SO4, участво вавшие в эк спе риме нте , т. е . на

mi / 174 (мо ль),

где mi – масса K2SO4 (в граммах), испо льзо ваннаяв данно м о пыте , 174 г/мо ль–

мо лярнаямасса K2SO4.			те пло ты раство ре ния стро ят график
Д ля о пре де ле ния диффе ре нциально й
зависимо сти мо лярных те пло т	H 2SO 4	K	о т мо лярно й	до ли K SO	4	в раство ре .
			sol	2

По сле дняяве личина равна

1 / 91 2 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
21.05.20152.67 Mб68posobie.pdf
#
19.03.201626.68 Mб9posobie_quot_Dvory_i_zelenye_zony_Izhevska.pdf
#
19.03.2016283.14 Кб124posobie_ZOZH.doc
#
19.03.201614.5 Mб20Prakticheskoe rukovodstvo po SQL.pdf
#
19.03.2016310.78 Кб44Praktikum_finansovoe_pravo.doc
#
19.03.2016774.83 Кб4Praktikum_po_termodinamike.pdf
#
21.05.2015674.82 Кб55Prak_alg.pdf
#
21.05.20152.07 Mб9pravo_krat_kurs_lektsy.pdf
#
20.05.201541.98 Кб50PRESENTATIONS Useful_Phrases_and_Vocabulary.doc
#
19.03.2016660.5 Кб14Prez_Lazko.pdf
#
20.05.2015704 Кб38Primer_proekta_burenie (2).doc