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 Dtраств и продолжительность главного периода Dt.

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 Dtраств). Наиболее важно добиться одинаковой продолжительности главного периода Dt и одинаковых абсолютных величин Dt в обоих опытах. Изменение температуры Dtэ содержимого калориметра зависит от силы тока при пропускании его через нагреватель. Чтобы установить силу тока, при Dtэ будет равно Dtраств, 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=Dt. Построить график Dtэ=f(I) и определить интерполяцией силу тока, при котором Dtэ=Dtраств.

Построить график Dtэ=f(I): отложить по оси ординат температуру 0,1о=10мм, по оси абсцисс – силу тока 1 А=50мм и определить силу тока при Dtэ=Dtраств. Установить с помощью реостата силу тока, проходящего через нагреватель, записать соответствующее показание вольтметра Е. Вычислить Сw по уравнениям С=сm или , подставив в него найденные значения I, Е, Δtэ, 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/dt—скорость растворения; К—константа скорости растворения; Снас и Сх—концентрация соли в насыщенном растворе и в момент времени t. Скорость растворения в конце процесса настолько замедляется (Снас—Сх®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 m2 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 Q1 вычисляют по зависимости интегральных теплот растворения от концентрации, используя справочные данные. Значение Q2 определяют экспериментально и вычисляют по уравнению

(5)

где Сw—суммарная теплоемкость системы; Dtраств — изменение температуры в процессе разбавления; М—молекулярная масса соли; g - навеска соли, содержащейся в исходном объеме концентрированного раствора.