Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу фізичної хімії

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

Методичні вказівки

до лабораторних робіт з курсу фізичної хімії

для студентів нехімічних спеціальностей

та заочної форми навчання

Київ КПІ 1995

Укладачі: Болдог Йосип Йосипович

Грищенко Валентина Федорівна

Рудницька Ганна Анатоліївна

Стаднійчук Павло Мефодійович

Зміст

1. Калориметрія ----------------------------------------------------- 2

2. Кінетика хімічних реакцій-------------------------------------3

3. Термічний аналіз-------------------------------------------------4

4. Тиск насиченої пари рідини-----------------------------------6

5. Визначення молярної маси рідини--------------------------8

6. Рідини, які обмежено змішуються---------------------------9

7. Кріоскопія----------------------------------------------------------10

8. Електропровідність----------------------------------------------11

9. Електрорушійні сили--------------------------------------------14

10. Потенціометричне визначення рН---------------------------16

11. Електроліз-----------------------------------------------------------17

12. Седиментація-------------------------------------------------------19

13. Поверхневий натяг------------------------------------------------22

1. КАЛОРИМЕТРІЯ

Хімічні реакції, процеси розчинення, зміни агрегатного стану речо­вин супроводжуються виділенням чи поглинанням теплоти.

Тепловий ефект розчинення кристалічної речовини у воді або в іншому розчиннику складається з ендотермічного ефекту руйнування кристалічної решітки та екзотермічного ефекту гідратації (в загальному випадку — сольватації) іонів. Тому, якщо речовина легко гідратується, її розчинення проходить з виділенням теплоти (наприклад, CuSO₄ , ВаCl₂ ), а якщо гідратація незначна — з поглинанням теплоти (КСl, K₂ SO₄ ). Розчинення кристалогідратів також супроводжується погли­нанням теплоти.

Інтегральною теплотою розчинення називається кількість теплоти, яка виділяється або поглинається при розчиненні одного моля речовини в такій кількості-розчинника, при якій утворюється розчин певної кон­центрації. Інтегральна теплота розчинення залежить від концентрації одержаного розчину та температури розчинення.

Теплові ефекти визначають за допомогою калориметрів. Найп­ростіший калориметр - це склянка, яка повністю або частково теплоізольована від навколишнього середовища. В склянку поміщається термометр та скляна паличка-мішалка.

Тепловий ефект процесу, який проходить в калориметрі, можна розрахувати за допомогою рівняння

деC_k - теплоємність калориметра, DT - зміна температури, що сталася в результаті розчинення. Теплоємність калориметра розраховується як сума теплоємностей його окремих частин, тобто склянки, мішалки, тер­мометра та розчину.

Зміна температури в результаті процесу визначається за графіком температура - час (рис. 1), який враховує можливий теплообмін кало­риметра з навколишнім середовищем. При перемішуванні води в склянці роблять декілька вимірювань температури через рівні проміжки часу (0,5 чи 1 хв.) протягом 5-7 хвилин. Ця частина експерименту називається попереднім періодом. Після цього у воду всипають сіль і енергійно перемішують розчин до повного розчинення солі, продовжу­ючи виміри температури (головний період), і вимірюють температуру протягом 5-6 хвилин (заключний період).

Тривалість головного періоду визначається крайніми точками а і б;зміна температури DT- екстраполяцією на вертикаль, проведену через середину головного періоду.

T, C^o

Рис. 1. Графічне визначення DT

Виконання роботи

Задача 1. Визначення теплоти розчинення солі.

На технічних терезах зважують склянку, паличку (для розрахунків їх теплоємності) і 10 г розтертої в ступці солі. Наливають в склянку калориметра 400 мл води. Підвішують термометр, відмічають глибину його занурення у воду і за допомогою мензурки визначають об'єм витісненої ним води, який дорівнює об'єму зануреної частини термомет­ра. Розраховують теплоємність калориметра, перемножуючи масу його частин в грамах і теплоємність матеріалів в Дж/ (г . К) (об'єм зануреної частини термометра помножують на середню об'ємну теплоємність скла та ртуті), а потім підсумовують теплоємність складових частин калори­метра.

Питомі теплоємності: скла -0,79 Дж/(г.К);

поліетилену -2,3 Дж/(г.К);

води -4,18 Дж/(г.К).

Об'ємна теплоємність скла та ртуті (середня) -1,9 Дж/(см³ .К).

Проводять виміри температури, як було сказано вище; будують графік і визначають за ним DТ.

Розраховують теплоту розчинення солі за рівнянням, Дж/моль:

де М – Молярна маса солі, г/моль; g - маса наважки солі, г; Ск – теплоємність калориметра, Дж/К.

ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 151-155, 189-190, 323-324

2. КІНЕТИКА ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

При незмінному об'ємі

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать