To tylko jedna z 8 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Laboratorium chemii fizycznej
Sprawozdanie z ćwiczenia:
„Kalorymetryczne wyznaczanie efektów cieplnych rozpuszczania soli w wodzie”
Ćwiczenie przeprowadzili:
Ocena z przygotowania:
Ocena ze sprawozdania:
- Paweł Łukasik
- Pietruszko Adam
- Syzdek Jarosław
1.Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było wyznaczenie całkowitego molowego ciepła rozpuszczania soli w wodzie.
2a.Wprowadzenie teoretyczne
Efekty cieplne procesów wyznacza się mierząc ich entalpię - H. Jak każda ekstensywna funkcja stanu jest ona funkcją dwóch spośród trzech parametrów: p,V,T oraz ilości składników: H(p, T, n1, n2, ..., nk), a jej różniczka zupełna ma postać:
W warunkach izobaryczno - izotermicznych wyrażenie to przyjmuje postać:
(1), gdzie ,
jest to entalpia molowa cząstkowa, czyli udział składnika B w entalpii roztworu. Wyrażenie (1) przyjmie więc postać:
. (2)
Ponieważ ekstensywne funkcje stanu są funkcjami jednorodnymi stopnia pierwszego względem ilości składników, zatem można skorzystać z twierdzenia Eulera:
. (3)
Różniczkując wyrażenie (3) otrzymujemy: . (4)
Wyrażenia (2) i (4) są tożsamościowo równe, skąd wynika, że . Wniosek z tego że przyrosty entalpii molowych cząstkowych nie są niezależne od siebie.
Tworzenie roztworu ze składników można przedstawić następująco:
moli składników o entalpiach równych roztwór zawierający moli składników o entalpiach molowych cząstkowych równych Jeżeli przeliczy się na 1 mol roztworu (łącznie 1 mol składników), to otrzyma się molową entalpię mieszania: . Taki formalizm zapisu stosuje się tylko do roztworów nieelektrolitów. Natomiast dla roztworów elektrolitów stosuje się inny schemat. Dla układu dwuskładnikowego (rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona) przedstawić go można następująco:
moli substancji rozpuszczonej o entalpii molowej moli rozpuszczalnika o entalpii molowej roztwór o entalpiach odpowiednio i Przy założeniach, że T,P = const. zmianę entalpii powyższego procesu nazywa się całkowitym ciepłem rozpuszczania. Odpowiada to ilości energii wymienionej na sposób ciepła między układem a otoczeniem w wyniku danej przemiany i przedstawia się wzorem:
entalpia entalpia czystych roztworu składników
(…)
… dentystycznej (8) pozwala na włączenie mieszadła po niewielkim przesunięciu w dół na moment stłuczenia ampułki. w drugim otworze umieszczony jest termometr Beckmanna lub termistor (9). W trzecim otworze znajduje się grzałka elektryczna (10), służąca do wyznaczania stałej kalorymetrycznej oraz wartości ΔH procesów endotermicznych, jak również do podnoszenia temperatury w kalorymetrze do żądanej wartości…
… się on od początku układu współrzędnych, ale od punktu, w którym utworzył się roztwór nasycony. Wartość entalpii dla tego stanu nazywa się pełnym ciepłem rozpuszczania.
Można dodatkowo wyznaczyć molowe ciepło rozpuszczania i rozcieńczania:
Molowe ciepło rozpuszczania to różnica między entalpią molową cząstkową substancji B w roztworze i w stanie czystym:
(kiedy rozpatruje się molowe cząstkowe ciepło rozpuszczania w roztworze nasyconym, to mówi się o ostatnim cieple rozpuszczania)
Natomiast molowe ciepło rozcieńczania to różnica między entalpią molową cząstkową rozpuszczalnika A w roztworze i w stanie czystym:
i można wyznaczyć z wykresu zależności całkowitego molowego ciepła rozcieńczania od rozcieńczenia / . Przedstawiają to poniższe równania:
Aby w pełni opisać efekty cieplne rozpuszczania trzeba wyznaczyć…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)