Калориметрическое определение удельной теплоты растворения и теплоты гидратации неорганической соли

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ РАСТВОРЕНИЯ И ТЕПЛОТЫ ГИДРАТАЦИИ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ СОЛИ

Задания к работе

1. Изучить зависимость температуры от времени в ходе калориметрических процессов. Построить графики зависимостей, графически определить изменение температуры.

2. Определить постоянную калориметра (теплоемкость калориметрической системы).

3. Определить удельную теплоту растворения неизвестной соли.

4. Определить удельную теплоту гидратации безводного сульфата меди.

5. Рассчитать относительную ошибку определения, используя табличные значения определяемых величин.

Описание работы

В качестве калориметра применяется сосуд Дьюара, в который вставлена широкая пробирка, закрытая пробкой с отверстиями для термометра и мешалки. В основе определения тепловых эффектов калориметрическим методом лежит уравнение (1):

(1)

где ΔН – общий тепловой эффект проводимого в калориметре процесса;

Δt – изменение температуры в результате процесса;

К – теплоёмкость калориметрической системы (постоянная калориметра).

Рисунок 1 – Сосуд Дьюара

Лабораторная работа №1. Определение постоянной калориметра

Постоянную калориметра (теплоёмкость калориметрической системы) определяют, проводя в калориметре процесс, тепловой эффект которого точно известен. В нашем случае в качестве эталона используется химически чистый хлорид калия, зависимость удельной теплоты растворения которого от температуры в интервале от 10 до 30 °С имеет следующий вид:

ΔН_t = 79.9 – 0.924·t, кал/г

(здесь t – средняя температура опыта t_ср = 0,5(t₁ + t₂), °С).

На аналитических весах отвешивают приблизительно 2.5 г растертого в ступке хлорида калия или натрия. В реакционную пробирку наливают с помощью бюретки 70 мл дистиллированной воды (зависимостью плотности воды от температуры можно пренебречь). Вставив в пробирку пробку с мешалкой и термометром, помещают её в сосуд Дьюара и выжидают около 10 мин для уравнивания температуры всех частей калориметра.

Включив секундомер и равномерно помешивая содержимое калориметра мешалкой, в течении четырех минут каждые 30 с фиксируют температуру воды (температура может оставаться постоянной либо равномерно изменяться в зависимости от соотношения температур калориметра и окружающей среды). После этого, не выключая секундомер, быстро вносят в реакционную пробирку навеску хлорида калия или натрия и интенсивно перемешивают содержимое для полного растворения соли. Через 2 мин после внесения КСl или NaCl (с момента времени τ = 6 мин) вновь начинают производить снятие показаний термометра каждые 30 с ещё в течение 4 мин.

Для расчета изменения температуры в процессе растворения КСl или NaCl строят на миллиметровой бумаге график зависимости температуры от времени (рис. 2).

I - предварительный период; II - главный период;  III - заключительный период.

Рисунок 2 –Графическое определение изменения температуры
в калориметрическом процессе.

Проведя прямые линии через экспериментальные точки, полученные для предварительного и заключительного периодов, экстраполируют их на середину главного периода (τ = 5 мин). Расстояние между точками пересечения Δt = t₂ – t₁ будет равно изменению температуры в процессе растворения хлорида калия.

Найденные величины подставляются в формулу (2):

, кал/град (2)

где ΔН – удельная теплота растворения КСl или NaCl при температуре t_ср = 0,5(t₁ + t₂), кал/г;

Δt – изменение температуры, °С;

m – масса навески хлорида калия, г.

Полученное значение постоянной калориметра студент сообщает преподавателю или лаборанту и, если определение выполнено правильно, получает задание для второй части работы.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология