химический каталог




Физическая химия

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

е над калориметрической жидостью, не нагреваются до температуры опыта. Следовательно, по уравнению (VI. 131) получаются завышенные тепловые значения калориметра. Способ расчета обычно применяют при измерениях, когда допустимая ошибка составляет несколько процентов.

При более точных измерениях тепловое значение калориметра определяют экспериментально, вводя в систему точно известное количество теплоты и измеряя соответствующее повышение температуры калориметра. Источником вводимой теплоты служит электрический ток, нагревающий систему, или реакция с известным тепловым эффектом (сжигание бензойной кислоты в калориметрической бомбе, растворение соли).

Удобно определять тепловое значение калориметра по энтальпии растворения АН\ хлорида калия, поскольку этот процесс хорошо изучен в широком интервале концентраций и при различных температурах.

В результате графического интерполирования зависимостей, приведенных на рис. VI. 2 можно получить с достаточной точностью любое значение Atfj в интервале температур 18—25°С

и значений /= 20—200. Для этого достаточно знать зависимость A#f от температуры. Производную d AH\fdT можно принять постоянной для каждого заданного значения /, поскольку теплоемкости Н20 и разбавленных растворов KCI при колебаниях температуры от 18 до 25 °С изменяются одинаково и очень мало. Поэтому для промежуточных температур значения Д#{

находят линейным интерполированием величин Д#[8 и Д# J5,

отвечающих данному значению /.

Пример. Допустим, что при определении теплового значения калориметра в калориметрическую жидкость' (воду), имеющую температуру 20°С, добавлено g г КО. Температура калориметрической жидкости при растворении соли понизилась до 19,2 °С, а полученный раствор имеет значение / = 75. Изменение энтальпии Ahi и сопровождающее растворение g г соли в данном количестве воды, находят следующим образом. Определяют графически

молярные значения АН?$ и с погрешностью, не превышающей

+0,08 кДж/моль, и, интерполируя их, находят АН75, отвечающее начальному

значению температуры (20 °С) калориметрической жидкости. Значение Д/ч находят по уравнению:

ДА, = АНЩ g/MKcl, (VI. 132)

где Мка — молекулярная масса КС1.

Согласно равенствам (VI. 129) и (VI. 130) получаем:

Дй, ^=AtC = At(Gc + cK). (VI. 133)

Это уравнение * позволяет иайти неизвестную величину ск. Определять тепловое значение калориметра необходимо не менее двух раз, причем вторую навеску соли можно вводить в тот же раствор. Расчет значения Ah2, которое в этом случае есть промежуточная энтальпия растворения, производят по закону Гесса. Пусть при растворении первой навески mi моль получено значение Ahu При растворении двух навесок (mi + т2) моль одновременно должно быть получено значение Ah%.

HaO + mjKCl •—> mjKCIH20; ДА;

H20 + (ml + m2) KCI —> (ml + m2) KClHj0; ДА3;

Вычитая первое равенство из второго, получаем:

m2KCl —* m2KClHi0; Ah3 - Ah{ = Ah2. (VI. 134)

Значение ск> найденное по энтальпии растворения соли, значительно точнее и меньше, чем рассчитанное по уравнению (VI. 131).

Необходимо иметь в виду, что значение ск зависит от количества калориметрической жидкости, поэтому для опытов с исследуемой солью необходимо брать то же количество воды, что и при определении теплового значения калориметра.

* В уравнение (VI. 133) входит теплоемкость раствора соли: поэтому значение Ahi следует отнести к температуре начала опыта (20 °С). Если вместо с использовать сумму теплоемкостей исходных веществ (воды и соли), то Ahi следует относить к конечной температуре опыта (19,2 С), и, следовательно, для расчета Ahi из равенства (VI. 132) необходимо графически найти

значение Д#7='2.

Проведение калориметрического опыта, /. Тепловое значение калориметрической системы определяют по энтальпии растворения КО. Вначале определяют тепловое значение ск калориметра по тепловому эффекту растворения KG1. Для этого во взвешенный калориметрический стакан наливают 700 мл воды комнатной температуры и взвешивают с точностью до 0,1 г. Массу воды находят по разности, вводя поправку на массу вытесненного водой воздуха.

В пробирку насыпают высушенный при 110°С тщательно измельченный препарат КС1 из расчета «2 г соли на каждые 100 мл воды, а затем взвешивают с точностью до 0,01 г и закрывают пробкой. После окончания опыта взвешивают пробирку и по разности находят точную массу растворенной соли.

Собирают калориметрическую установку (см. рис. VI. 3). Термометр Бекмана * устанавливают так, чтобы при погружении его в калориметрическую жидкость уровень ртути оставался в верхней части шкалы. Такая установка удобна для проведения эндотермических опытов. Термометр закрепляют в калориметре так, чтобы шарик находился значительно ниже уровня жидкости, но достаточно далеко от лопастей мешалки.

Перед включением мотора мешалки необходимо несколько раз провернуть мешалку вручную и убедиться, что лопасти ее не задевают частей калориметра. На пробирку с солью насаживают широкую пробку так, чтобы после помещения пробирки в отверстие крышки калориметра соль находилась не выше уровня жидкости. После того, как калориметрическая установка собрана и проверена, включают мотор мешалки и с помощью реостата добиваются достаточного, но не слишком интенсивного перемешивания калориметрической жидкости. Частота вращения мешалки должна быть одинаковой во всех опытах.

Вследствие небольшой разницы температур воздуха и калориметра между ними возникает теплообмен, приводящий к изменению конечной температуры калориметрической жидкости и искажающий истинное изменение температуры во время проведения калориметрического опыта. Для учета теплообмена и определения истинного изменения температуры весь калориметрический опыт делят на три периода:

предварительный период, продолжающийся 10—15 мин;

главный период — время протекания изучаемого процесса;

заключительный период, продолжающийся 10—15 мин.

Температуру и время начинают регистрировать после того, как установился равномерный ход температуры, т. е. за равные промежутки времени температура изменяется почти одинаково. Температуру записывают через каждую минуту с точностью ±0,002°, отсчитывая ее по термометру Бекмана, слегка ударяя по нему. Для точности при отсчетах пользуются лупой. По истечении 10—15 мин равномерного хода температуры записывают последний отсчет, вынимают пробирку с солью и высыпают соль (за 2—3 с) в освободившееся отверстие, которое затем закрывают заранее приготовленной пробкой.

* Описание устройства термометра Бекмана и приемов работы с ним изложено в разд. V. 11.3,

Момент введения соли в калориметр отмечают как начало главного периода. Первые отсчеты температуры в главном периоде (один-два) можно пропустить, однако количество пропусков необходимо учесть при построении графика время —

Рис. VI. 4. Графическое определение истинного изменения температуры \t в калориметрическом опыте.

температура (рис. VI. 4). Растворение соли заканчивается обычно за I—2 мин. В это время температура резко понижается, а затем вновь устана

страница 116
< 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
купить gotway monster
наклейки на капот авто
шкафы для хранения карточек т-2
благодарственное письмо за материальную помощь в операции на сердце

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
(25.07.2017)