Последовательность выполнения работы.

1. Определение изменения температуры D t _раств при растворении исследуемого вещества и продолжительности главного периода D t . В стакан калориметра залить 200 мл воды. Отвесить на технических весах 2 г тщательно измельченного исследуемого вещества, перенести его во взвешенную на аналитических весах ампулу и вновь взвесить ее. Укрепить ампулу в крышке термостата, погрузив в воду. После одиннадцатого отсчета разбить пробойником ампулу, не прерывая записи температуры через каждые 30 секунд. Температура воды при эндотермическом растворении сначала резко падает (главный период), затем начинает равномерно расти, приближаясь к средней температуре системы. Отсчетом температуры, с которой начинается ее равномерное повышение, кончается главный период калориметрического опыта и начинается конечный период.

Определить графически изменение температуры D t _раств и продолжительность главного периода D t .

2. Определение суммарной теплоемкости с _w системы. Суммарная теплоемкость калориметрической системы зависит от условий проведения калориметрической системы зависит от условий проведения калориметрического опыта, поэтому ее следует определять при условиях, близких к условиям проведения калориметрического опыта, поэтому ее следует определять при растворении соли (определение D t_раств ). Наиболее важно добиться одинаковой продолжительности главного периода D t и одинаковых абсолютных величин D t в обоих опытах. Изменение температуры D t _э содержимого калориметра зависит от силы тока при пропускании его через нагреватель. Чтобы установить силу тока, при D t _э будет равно D t _раств , необходимо провести три опыта, пропуская в нагреватель, погруженный в раствор, ток силой I₁=1 A, I₂=2 A, I₃=3 A в течение времени t = D t . Построить график D t _э = f(I) и определить интерполяцией силу тока, при котором D t _э = D t _раств .

Построить график Dt_э=f(I): отложить по оси ординат температуру 0,1^о=10мм, по оси абсцисс – силу тока 1 А=50мм и определить силу тока при Dt_э=Dt_раств. Установить с помощью реостата силу тока, проходящего через нагреватель, записать соответствующее показание вольтметра Е. Вычислить С_w по уравнениям С=сm или , подставив в него найденные значения I, Е, Δt_э, Δτ. Вычислить q по уравнению (2).

Работа 3. Определение интегральной теплоты растворения соли при образовании концентрированного раствора

В работе необходимо определить теплоту растворения соли с образованием раствора, концентрация которого близка к насыщению. Если конечная концентрация раствора близка к насыщению, то скорость растворения настолько замедляется в конце процесса, что прямое определение теплоты 1растворения Q становится невозможным. Это подтверждается уравнением

 (3)

где dC/d t —скорость растворения; К—константа скорости растворения; С_нас и С_х—концентрация соли в насыщенном растворе и в момент времени t . Скорость растворения в конце процесса настолько замедляется (С_нас—С_х ® 0), что прямое определение интегральной теплоты растворения Q становится невозможным. Теплоту растворения в этом случае определяют косвенным путем.

Теплоту образования концентрированного раствора определяют в две стадия. Каждая стадия протекает с достаточно большой скоростью. В первой стадии определяют теплоту растворения Q₁ соли при образовании раствора концентрации m ₂ меньшей, чем m₁, а во второй стадии — теплоту разбавления концентрированного раствора Q₂ концентрации m₁ до концентрации m₂ . Тогда по закону Гесса

Q=Q₁-Q₂ ( 4)

Величину Q ₁ вычисляют по зависимости интегральных теплот растворения от концентрации, используя справочные данные. Значение Q₂ определяют экспериментально и вычисляют по уравнению

 (5)

где С _w —суммарная теплоемкость системы; D t _раств — изменение температуры в процессе разбавления; М—молекулярная масса соли; g - навеска соли, содержащейся в исходном объеме концентрированного раствора.

Список литературы:

1. Козырева Н.А., Кудряшов И.В. Практикум по органической химии 4-е издание. изд. “ Высшая школа ” 1986г. 495 с.

2. Химия и жизнь ( Солтеровская химия) Часть I Понятия химии: Пер. с англ. – М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1997 – 337 с.

3. Калориметрия. Теория и практика: Пер. с англ./В.Хеммингер, Г.Хене. – М.: Химия, 1990 – 176 с.

4. Химическая энциклопедия т.4 с. 442 издательство “Большая Российская энциклопедия”., 1995 - 639 с.: ил.