To tylko jedna z 5 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:
1.Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było wyznaczenie całkowitego molowego ciepła rozpuszczania soli w wodzie.
2.Wprowadzenie teoretyczne
Efekty cieplne procesów fizykochemicznych wyznacza się najczęściej na podstawie badań kalorymetrycznych. Badania te można wykonywać w dwóch typach kalorymetrów: izotermicznych bądź w nieizotermicznych. Rodzaj zastosowanego kalorymetru wymusza użycie jednej z kilku metod pomiarowych. I tak np.: dla kalorymetrów nieizotermicznych wyróżnia się następujące metody:
adiabatyczną,
kompensacyjną,
diatermiczną.
Pierwsza z metod jest wykorzystywana do pomiarów efektów cieplnych procesów przebiegających w temperaturach wyższych od temperatury pokojowej, a także do opisu procesów zachodzących powoli, o niewielkich efektach cieplnych. Koniecznym warunkiem korzystania z tej metody jest utrzymywanie tej samej lub maksymalnie zbliżonej temperatury układu i płaszcza kalorymetru. Druga metoda należy do metod porównawczych. Układ złożony z dwóch kalorymetrów pozwala na wyznaczenia efektu cieplnego.
Zastosowana w ćwiczeniu metoda diatermiczna polega na zastosowaniu płaszcza, w którym utrzymywana jest stała temperatura przy pomocy termostatu. Wówczas wymiana ciepła między płaszczem kalorymetru, a naczyniem jest niewielka, a wymianę tę uwzględnia się w postaci poprawki. Pomiar efektów cieplnych zależy od ich typu. I tak dla efektu egzotermicznego pomiar składa się z trzech etapów. Okresy: początkowy i końcowy charakteryzują się liniową zależnością temperatury od czasu przed rozpuszczaniem jak i po całkowitym rozpuszczeniu substancji. Okres główny rozpoczyna się od momentu zainicjowania procesu, kiedy to następuje wyraźna zmiana temperatury naczynia. Zmiana ta jednak nie jest natychmiastowa chociażby z powodu skończonej szybkości procesu, bezwładności cieplnej układu, a także nieustannej wymiany ciepła z płaszczem. Za początek okresu końcowego uważa się czas, kiedy to zmiany temperatury mają ponownie przebieg w przybliżeniu liniowy. Pomiar efektu endotermicznego przeprowadza się w następujący sposób: po ustaleniu się liniowych zmian temperatury rozpoczyna się pomiar biegu własnego kalorymetru. W pewnej temperaturze zostaje zainicjowany proces rozpuszczania, wynikiem, czego jest obniżenie się temperatury. Początkowo szybki proces ochładzania stopniowo staje się coraz wolniejszy aż temperatura osiągnie wartość minimalną. Po osiągnięciu tego punktu włącza się grzałkę umieszczoną w kalorymetrze i notuje zmiany temperatury w funkcji czasu. Po osiągnięciu temperatury zbliżonej do tej jaką posiadałby układ, gdyby reakcja nie przebiegła wyłącza się grzałkę i bada dalej bieg własny kalorymetru. Graficznie lub analitycznie wyznacza się skorygowany czas grzania τ
(…)
…
opornik wzorcowy
grzałka
termistor
termostat kalorymetr diatermiczny
Kalorymetr diatermiczny do pomiaru ciepła rozpuszczania
Kalorymetr właściwy składa się z naczynia Dewara (1) o pojemności ok.0,75 dm3, przymocowanego do kołnierza (2) z pleksiglasu za pomocą epidianu (3); kołnierz połączony jest z pokrywą (5) za pomocą wkrętów. W pokrywie znajduja się cztery otwory. w środkowym zamontowane jest szklane mieszadło (6), połączone z silnikiem elektrycznym. Na końcu mieszadła umocowuje się zatopioną ampułkę (7) z rozpuszczoną substancją. Zastosowanie prostnicy 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. Grzejnik wykonany jest z drutu kantalowego nawiniętego na zakrzywioną rurkę szklaną, umieszczoną w osłonie szklanej. W czwartym otworze znajduje się chłodnica eterowa (11), która umożliwia chłodzenie cieczy zawartej w kalorymetrze. Kalorymetr właściwy zanurzony jest w termostacie wodnym.
Zastosowano także następujące odczynniki: woda destylowana
stały, wysuszony KCl
4.Wykonanie ćwiczenia
Do naczynia kalorymetrycznego wlano odważoną ilość wody. Uruchomiono termostat i nastawiono na żądaną temperaturę. Zatopioną ampułkę przymocowano do mieszadła. Zamknięto naczynie Dewara i przymocowano je za pomocą wkrętu do kołnierza. Załadowany w ten sposób kalorymetr…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)