Uploaded by ikukonboev

Тема №3. Найти постоянства калориметра

advertisement
Тема №3. Найти постоянства калориметра
Цель
работы:
определение
теплоты
плавления
солей
калориметрическим способом.
Оборудование и реагенты: калориметр, мерные цилиндры, часы, KCl и
одна из следующих хорошо растворимых солей – NH4Cl, KBr, NaNO3, K2SO4
Строение калориметра для измерения теплового эффекта различных
физико-химических процессов используются специальные приборыкалориметры. Самый простой устройство калориметра показано на рисунке 1.
Оно состоит из следующих частей; химический стакан 4,
в котором происходит растворение солей, помещается в
толстостенный стакан 5. При этом необходимо добиться
того, чтобы тепло или поглощенное тепло, образующееся
в процессе плавления, не рассеивалось во внешнюю среду
и не передавалось в систему из среды. Стакан (5)
закрывается крышкой с двумя отверстиями: одно из
отверстий предназначено для термометра (1), а другое-для
пробирки с надутым дном, в которую помещается образец
соли, который необходимо растворить. Дно пробирки надувают и разжижают,
чтобы ее было легко сломать. Его разбивают металлической или стеклянной
палочкой. Это позволяет соли быстро переходить в раствор и растворяться.
Калориметр устанавливается на магнитную мешалку (8). Скорость вращения
магнита (7) зависит от вязкости жидкости в стакане (4).
Оптимизация скорости магнита осуществляется через регулятор (9),
установленный на приборе.
Определение постоянной калориметра. Чтобы определить тепловой
эффект процесса, происходящего в калориметре, необходимо знать
постоянную калориметра (K), то есть количество тепла, необходимое для
изменения температуры всей части калориметра на 1°C. Значение константы
калориметра находят с помощью раствора хлорида калия, величина теплоты
плавления, которого известна.
Значение постоянной калориметра рассчитывается по следующему
уравнению:
𝑞(𝐾𝐶𝑙)
𝐾=
(1)
∆𝑡
где Q (KCl) - удельная теплота плавления хлорида калия. Рассчитывается
по формуле:
𝑚𝑄(𝐾𝐶𝑙)
𝑞(𝐾𝐶𝑙) =
(2)
𝑀(𝐾𝐶𝑙)
m – масса соли, g; Q(KCl) – молярная теплота плавления соли (молярная
теплота плавления хлорида калия равна 18,828 кДж/моль); M(KCl) молекулярная масса хлорида калия ; ∆t-изменение температуры раствора в
процессе плавления соли (ее величина определяется графически).
Для графического определения значения ∆t на оси
абсцисс помещают значения времени, а на оси ординат –
значения температуры. (Рис. 2). Соединяя точки на графике
с помощью прямых, получаются две отклоненные прямые.
Полученную прямую AB продолжают вправо, а линию CDвлево до пересечения с перпендикулярной линией,
проведенной к оси абсцисс на 10-й минуте. Интервал MN,
пересекаемый линиями AB и CD перпендикуляра, соответствует изменению
температуры ∆t.
Все работы по определению теплоты плавления соли выполняются так
же, как и при определении постоянной калориметра. Соль, температура
плавления которой должна быть определена, берут по указанию воспитателя
и взвешивают в стеклянной пробирке, дно которой надувают, очищают,
промывают и просушивают. При плавлении соли изменение температуры с
изменением времени записывают в таблицу, а значение ∆t определяют с
помощью графика. Теплота плавления исследуемой соли рассчитывается по
формуле:
КМ(соль)∙∆𝑡
𝑄(соль) =
(3)
𝑚
Download