химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

оциации. Установлено, что нейтрализация в разбавленных водных растворах 1 г-экв любой сильной кислоты любым сильным основанием всегда сопровождается одинаковым экзотермическим тепловым эффектом, равным (с незначительными отклонениями)—55900 Дж/г-экв при 25°С или— 57320 Дж/г-экв при 18°С.

Этот факт подтверждает полную диссоциацию сильных электролитов в разбавленных водных растворах. Действительно, реакцию нейтрализации раствора HCI раствором NaOH в предположении полной диссоциации можно записать так:

Na+ + ОН~ + Н+ + Cf

Na+ + С1~ + Н20,

т. е. реакция фактически сводится к образованию молекулы воды из ионов Н+ и ОН-, а ионы Na+ и С1- остаются неизменными. То же самое происходит при нейтрализации любого сильного основания любой сильной кислотой. Наличие гидрат-ных оболочек у ионов Н+ и ОН- не меняет существа дела.

При нейтрализации в разбавленных водных растворах слабой кислоты сильным основанием или, наоборот, слабого основания сильной кислотой тепловой эффект при 25°С уже не будет равен — 55900 Дж/г-экв, так как нейтрализация одновременно сопровождается диссоциацией слабой кислоты или слабого основания на ионы.

АЯ

дисс

сильи»

Энтальпия диссоциации ДЯДНСс — это изменение энтальпии, сопровождающее распад 1 моль электролита на ионы. Энтальпии диссоциации разных слабых кислот и оснований различны как по значению, так и по знаку. Поэтому энтальпия нейтрализации в этих случаях будет неодинакова. Так, энтальпию диссоциации слабой кислоты рассчитывают по уравнению

(VI. 127)

А#слаб ~ АЯ

где ДЯслаб и ДЯсильн — энтальпнн нейтрализации слабой и сильной кислот одним и тем же сильным основанием (табл. VI. 1).

Энтальпия гидратообразования. Энтальпия гидратообразо-вания ДЯГИдр—это изменение энтальпии в процессе присоединения кристаллизационной воды к безводной соли. Ее опреде

ляют, пользуясь законом Гесса, по разности интегральных энтальпий растворения кристаллогидрата и безводной соли, взятых в таких количествах, чтобы полученный раствор в обоих случаях имел одинаковую концентрацию. Например

CuS04-f- (n-f- 5)Н20 —> CuS04.(n +5)Н20; Atft; CuS04.5H20 + nH20 = CuS0,.(rt-f-5)H20; ДЯ2.

Вычитание второго равенства из первого дает:

CuS04 + 5H20 —* CuS04-5H20; Д#Гидр

И

гидр

Д Я, - ДЯ2.

(VI. 128)

Калориметры. Различают два основных типа калориметров: с постоянной (изотермические) и переменной температурой. К первому типу относятся калориметры с плавящимся твердым веществом (например, льдом) и с испаряющейся жидкостью. В этих калориметрах во время опыта температура не меняется, так как вся теплота, сообщаемая калориметру, идет на изменение агрегатного состояния вещества (плавление льда, испарение жидкости), которое является в этом случае главной частью калориметрической системы.

Калориметры второго типа характеризуются изменением температуры во время опыта, причем часть теплоты, подлежащей измерению, расходуется на теплообмен с окружающей средой. Теплообмен искажает истинные результаты опыта. Он должен быть учтен либо устранен. В соответствии с этим применяют калориметры:

адиабатические, в которых температура оболочки поддерживается равной температуре калориметра, что исключает теплообмен с окружающей средой;

дифференциальные, устройство которых позволяет не учитывать поправки на теплообмен. Калориметр состоит из двух совершенно одинаковых частей: одна служит для проведения исследуемого экзотермического процесса, а другая — для нагреРис. VI. 3. Принципиальная схема калориметрической установки.

/ — латунный калориметрический стакан; 2— наружный латунный стакан; 3 — изотермическая оболочка (латунный бак); 4 — мешалка; 5 — термометр Бекмана; 6 — пробирка с исследуемым веществом.

"Ж.

~4L^ Iokf^

Ж

вания электрическим током до температуры, равной температуре первой части установки. Тогда количество теплоты, выделившейся в результате процесса в первой части калориметра, эквивалентно электрической энергии, затраченной на нагревание второй его части;

калориметры с изотермической оболочкой, позволяющие точно учитывать поправку на теплообмен.

В студенческих практикумах обычно пользуются калориметром с изотермической оболочкой. Этот вариант калориметра, несмотря на простоту устройства, позволяет получать при тщательной работе хорошо воспроизводимые результаты.

Каждый калориметр состоит из двух основных частей: калориметрической системы и оболочки. Калориметрической системой называется совокупность тех частей калориметра, между которыми должна распределяться вся теплота, подлежащая измерению. В описываемом ниже калориметре калориметрическая система включает:

калориметрическую жидкость (например, раствор соли);

калориметрический стакан, мешалку, термометр и другие приборы, помещенные в калориметрическую жидкость.

На рис. VI. 3 изображен простейший калориметр с изотермической оболочкой. Латунный калориметрический стакан 1, служащий для проведения изучаемого процесса, вставлен в наружный латунный стакан 2 на подставке из материала с малой теплопроводностью. Стакан 2 помещен в латунный бак Для уменьшения потерь теплоты на излучение все металлические части калориметра должны быть тщательно отполированы и отникелированы. С этой же целью стаканы 1, 2 и бак 3 закрываются крышками из теплоизолирующего материала, в которых делают отверстия для мешалки 4, приводимой в движение мотором, термометра Бекмана 5, пробирки б с исследуемым веществом (мешалка необходима для быстрого приведения всех частей калориметра в тепловое равновесие).

Тепловой эффект процесса, изучаемого в калориметре, рассчитывают по уравнению:

Q^MC, (VI. 129)

где Д/ — изменение температуры (в градусах) калориметрической системы в результате процесса; С — тепловое значение калориметрической системы (в

Дж, кал), т.е. количество теплоты, необходимое для изменения температуры системы на 1 градус.

Следовательно, калориметрический опыт сводится к измерению двух величин: Л* и теплового значения системы С.

Определение теплового значения калориметрической системы. Тепловое значение калориметрической системы можно рассчитать как сумму теплоемкостей составных частей, участвующих в теплообмене:

C = Gc + cKt (VI. 130)

где G — масса калориметрической жидкости (раствор соли) после проведения калориметрического опыта; с — удельная теплоемкость калориметрической жидкости; ск — тепловое значение калориметра.

Величину с находят из таблиц или определяют экспериментально. Тепловое значение калориметра ск рассчитывают по следующему уравнению:

ск3=81с1 + ^ici + (0' (VI. 131)

где qi и С{ — масса и удельная теплоемкость материала калориметрического стакана; 2<7,с,- — сумма произведений тех же величин для всех приборов, погруженных в калориметрическую жидкость; со — теплоемкость погруженной части термометра Бекмаиа.

Этот способ определения теплового значения калориметра неточен, так как в расчет введена полная масса деталей калориметра, тогда как в действительности части этих деталей, выступающи

страница 115
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обслуживание чиллеров trane цена
www.fissler.ru
название малых архитектурных форм детских площадок
ленинград билеты в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.06.2017)