![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Экспериментальная часть.
Для выполнения работы используется калориметр (рис.1.), прибор, содержащий сосуд, который защищен от потерь тепла и имеющий достаточно чувствительный термометр. Рис.1. Калориметр Калориметр, как правило, состоит из следующих частей: 1) калориметрический сосуд 2) изотермическая оболочка 3) крышка 4) отверстие для введения навески 5) пробка 6) термометр Бекмана 7) мешалка 8) отверстие для электромотора мешалки
В фарфоровый стакан (внешний сосуд) помещен внутренний стеклянный сосуд с изолирующими прослойками воздуха между стенками и дном внешнего сосуда. Калориметр снабжен крышкой с отверстиями для термометра, мешалки и шприца с навеской соли. Шприц имеет съемное донышко, вместе с которым соль в нужный момент выдавливается в воду внутреннего сосуда. Изменение температуры в процессе растворения соли фиксируют термометром Бекмана (точность до 0, 01º С). С его помощью измеряют не абсолютную температуру раствора, а разность температур при растворении. Шкала термометра имеет пять больших единиц, каждая из которых соответствует одному градусу. Если к началу работы ртутный столбик термометра находится за пределами шкалы, термометр следует настроить по указанию преподавателя. Внутренний сосуд калориметра наполните на ¾ охлажденной дистиллированной водой, добейтесь установления температуры на 2-3 градуса ниже комнатной. Температуру измеряйте основным лабораторным термометром. Получив нужную температуру в сосуде, отмерьте мерным цилиндром 500 мл этой охлажденной воды, излишек воды слейте в раковину, а отмеренные 500 мл поместите обратно в стеклянный сосуд. Параллельно взвесьте на весах 5 г навески безводной соли с точностью до 0, 01г и поместите ее в шприц, проследив за тщательным прилеганием съемного донышка шприца к его основанию. Соберите и приготовьте к работе калориметр: стеклянный сосуд с охлажденной водой поставьте в центр внешнего фарфорового сосуда, накройте его крышкой, в отверстия которой поместите термометр Бекмана, мешалку и в центральное отверстие, осторожно, не касаясь воды, шприц с навеской соли. Обратите внимание на то, что температура, фиксируемая термометром, понижается (вода в сосуде охлаждена) и останавливается на определенной отметке. Затем начинается медленное повышение температуры. В течение 5 мин. отмечайте по шкале термометра каждую минуту егопоказания с точностью до одной сотой градуса (самое маленькое деление шкалы). Это первый период опыта, в течение которого все детали калориметра принимают постоянную (одинаковую) температуру. На шестой минуте выдавите навеску соли из шприца и энергично перемешивайте раствор, наблюдая за понижением температуры до остановки ртутного столбика. Это соответствует полному растворению соли. Период растворения – главный период опыта. Отметив минимальную температуру, до которой опустился ртутный столбик (время в главном периоде не фиксируется), продолжайте наблюдать за наступающим повышением температуры в калориметре в течение 5мин., отмечая показания каждую минуту - это третий период опыта. Экспериментальные данные, запишите в таблицу. По данным этой таблицы постройте термохимический график.
t, ˚ C
τ, мин. Термохимический график расчет теплоты раствореня расчитывается по формуле: Qн. = (gpCp+K) •Δ t, (1) где gp - масса раствора, равная 505 г; Cp – удельная теплоемкость раствора, равная 0, 95 кал/г; K – постоянная (константа) калориметра; Δ t – изменение температуры при растворении соли (по графику). Удельная теплоемкость раствора находится из табличных данных и равна в данных условиях 0, 95 кал/г. Константа калориметра рассчитывается по формуле: К= где: gi – массы деталей калориметра: внутреннего сосуда (см. обозначение на фарфоровом стакане) и мешалки; Ci – теплоемкости материалов, из которых выполнены детали калориметра.
Для расчета константы калориметра необходимо знать также величину константы термометра KT. Для этого нужно величину теплоемкости (ртуть и стекло имеют практически одинаковые величины), рассчитанную на один кубический сантиметр и равную 0, 46 кал/см3 умножить на объем погруженной в воду части термометра. Этот объем определяется погружением в мерный цилиндр с водой, налитой до определенной отметки, соответственно до уровня погружения термометра (метка карандашом на термометре). Поднявшийся при этом уровень воды в цилиндре в мл соответствует объему погруженной части термометра в см3. KT = 0, 46 • Vпогр. (3) · Рассчитайте по формуле (1) тепловой эффект растворения навески(Qн.) · найдите интегральную теплоту растворения Δ Н0раст. (для одного моля): Qн.= - Δ Н0раст. нав. Δ Н0раст. = Δ Н0раст. нав. ∙ М/g, (4) где М – молярная масса соли; g – масса навески. · Данные представьте в системе СИ, учитывая, что 1 кал = 4, 18 Дж. · Сделайте вывод по работе. · Ответьте на вопросы: 1. Сформулируйте первое начало термодинамики. 2. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него. 3. Дайте характеристику энтальпии образования. 4. Охарактеризуйте теплоту растворения солей, какими факторами она определяется. 5. На основании представленных данных сделайте вывод, какое из веществ обладает наибольшей способностью к гидратации:
6. Работа с грунтами в зимнее время достаточна сложна. Введение в грунт солей предотвращает его смерзание. Несмерзшийся грунт легко уплотняется обычными средствами, кроме того, удачно подобранная соль может значительно ускорять процессы твердения цемента и одновременно несколько пластифицировать бетонную смесь. Выберите из представленных солей наиболее пригодную для использования при температурах: а) ниже – 20 ˚ C, б) до –20˚ C. Выбор обоснуйте.
7. Сформулируйте второе начало термодинамики. 8. Процесс протекает по уравнению: СаСО3 (кр) + SiO2(кр) → Са SiO3(кр) + CO2(г) Рассчитайте температуру, при которой наступит состояние равновесия данной системы. 9. Определите возможность протекания реакции: СаСО3 (кр) → СаО + СО2 (г) При 1000 К.
Тема. Поверхностные явления. Адсорбция. Содержание темы. Свободная поверхностная энергия, поверхностное натяжение; изотерма поверхностного натяжения; адсорбция, правило Дюкло-Траубе,; устойчивость дисперсных систем; тиксотропные процессы. Наиболее важные термины: свободная поверхностная энергия, поверхностное натяжение, ПАВ, ПИВ, ПНВ, сорбция, адсорбция, хемосорбция, адсорбент, адсорбат, поверхностная активность, смчивание, адгезия, когезия, коагуляционные структуры, седиментационная устойчивость, агрегативная устойчивость, тиксотропия, синерезис.
|