Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

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.

 

1 период главный период 3 период
τ, мин. t, ˚ C Δ t, ˚ C τ, мин., t, ˚ C
         
       
... 5   ...5  

 

 

Термохимический график.

t, ˚ C

 

 
 

 

 


τ, мин.

Термохимический график должен быть построен на миллиметровой бумаге с соблюдением масштаба, отвечающего точности измерения термометром Бекмана, т.е. один градус должен соответствовать 10 см построения.

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= giCi+KT, (2)

где: gi массы деталей калориметра: внутреннего сосуда (см. обозначение на фарфоровом стакане) и мешалки;

Ci теплоемкости материалов, из которых выполнены детали калориметра.

 

Материал Теплоемкость, С, кал/г
Стекло 0, 19
Алюминий 0, 22
Сталь 0, 11
медь 0, 10

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:

 

  Соединение Энергия кристаллической решетки кДж/моль
3CaOSi02 (алит)  
2CaOSi02 (белит)  
СаО (негашеная известь)  

 

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.

 

 

соединение Мольная энтальпия растворения, кДж/моль Эвтектическая температура раствора, °С
Хлорид кальция - 82, 93 —55
Хлорид натрия 3, 89 —21, 2
Хлорид калия 17, 23 —10

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.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.