Лабораториялық жұмыс №1 Тұз еруінің интегралды жылуын анықтау



жүктеу/скачать 214 Kb.
бет1/6
Дата25.11.2023
өлшемі214 Kb.
#126675
  1   2   3   4   5   6

Лабораториялық жұмыс № 1

Тұз еруінің интегралды жылуын анықтау


Жұмыстың мақсаты:





  1. KCl тұз еруінің белгілі жылу бойынша калориметрдің тұрақтысын анықтау.

  2. Анықталатын тұздың еру жылуын анықтау.

Жұмыстың мазмұны:


Жұмыс екі тәжірибеден тұрады:



  1. KCl тұз еруінің белгілі жылу бойынша калориметрдің тұрақтысын анықтау, (НKCl = 18,67 кДж).

  2. Анықталатын тұздың еру жылуын анықтау.

№1 тәжірибені орындау.





  1. Стақанға бөлме температуралы 200 мл су құю. Стақанды калориметрге орналастыру. Араластырғышты орналастыру.

  2. Есептелінген мөлшерді (0,1-0,069 моль) аналитикалық таразыларда өлшеу және пробиркаға салу, содан кейін пробирканы калориметрдің қақпасында орнықтыру.

  3. Калориметрдің қақпасындағы тесікке термометрді орналастырып, араластырғышты іске қосу.

  4. Секундометрді қосып, әрбір 30 с температураның өлшеуін бастау: алғашқы ~ 10 санау алдын ала периодты құрайды. Содан кейін калориметрге пробиркадан суға затты тез салып, пробирканы өз орнына қою, және сонымен бірге температураны өлшеуін тоқтатпау. Араластырғышты сөндірмеу. Тұздың еруі нәтижесінде калориметрдегі температура тез өзгереді. Ол негізгі период болып табылады. Содан кейін ерітінді және қоршаған орта температураның теңеледі. Ол тағы 10 өлшеулері бар ақырғы период. Өлшеулердің жалпы саны 30-ға тең болу керек.

  5. Тәжірибенің нәтижесін кесте түрінде жазу:

№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

τ, с

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

t,
°С































тұзбен

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420














































16

17

18

19

20




450

480

510

540

570






















gKCl = 3 г МKCl = 74,5 г/моль ∆Н KCl = 18,67 кДж


№1 тәжірибенің нәтижелерін өңдеу.





  1. Тәжірибе нәтижелері бойынша «Температура – уақыт» координаталарында график тұрғызу.

  2. Төмендегі формула бойынша калориметрдің тұрақтысын есептеу:

, кДж/град

№2 тәжірибені орындау.


Сол сияқты №2 тәжірибе орындалады. Тәжірибе нәтижесін кесте түрінде жазу:





№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

τ, с

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

t,
°С































тұзбен

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420














































16

17

18

19

20




450

480

510

540

570






















g(KNO)3 = 3 г М(KNO)3 = 101 г/моль K =


№2 тәжірибе нәтижелерін өңдеу





  1. t-ны графикалық анықтау.

  2. Төменгі формула бойынша тұз еруінің интегралды жылуын есептеу:



, кДж/моль

  1. Тәжірибе қателігінің процентін табу.



ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫСТАР
Тақырыбы: Ерітінділер
Екі компоненттен кем емес түзілген және белгілі бір шектерде құрамының үзіліссіз өзгеруіне қабілетті бірфазды жүйе ерітінді деп аталады. Ерітіндінің құрамын немесе оның концентрациясын әр түрлі әдістер көмегімен көрсетеді:

  • Салмақты процент немесе салмақты үлес;

  • Мольдік үлес еріген заттың (n1) моль санының еріткіштің (n2) және еріген заттың моль санының суммасына қатынасына тең

(1)

  • Молярлық (М) 1 л ерітіндідегі еріген заттың моль санына тең;

  • Моляльдық (m) – бұл 1000 г еріткіштегі еріген заттың моль саны;

  • Нормальдық (Н) – 1 л ерітіндідегі еріген заттың грамм-эквивалент саны.



Идеалды ерітінділер. Рауль заңы.

Химиялық және физикалық қасиеттері бойынша жақын заттардан, мысалы, изомерлер немесе гомологтар қоспаларынан құралған ерітінділер идеалды деп аталады. Идеалды ерітінділерде келесі белгілер бар:



  1. біртекті және әртекті молекулалар арасындағы әсерлесу күштері шама бойынша жақын:

FA-A = FB-B = FA-B

  1. идеалды ерітінділердің түзілгенде жылулық эффект байқалмайды: ∆Н = 0.

  2. идеалды ерітіндінің көлемі компоненттер көлемдерінің суммасына тең және идеалды ерітіндінің түзілуі көлемнің өзгеруінсіз өтеді:

V = VA + VB ∆V = 0

  1. бір ерітіндінің басқа ерітіндіде өздігінен еруі энтропияның өсуімен қоса жүреді: ∆S > 0;

  2. идеалды ерітінділерге идеал газдар теориясының кейбір теңдеулер қолданылады.

Концентрациялардың барлық облыстары бойынша идеалды ерітінділер Рауль заңына бағынады: «Ерітінді үстіндегі әр компонент буының парциалды қысымы кез келген температурада оның ерітіндідегі мольдік үлесі пропорционалды».
PA = P0A * NA PB = P0B * NB (2)
Мұндағы P0A, P0В – А және В таза заттарының үстіндегі бу қысымы,
PA, PВ – ерітінді үстіндегі А және В компоненттер буының парциалды қысымы (ерітінді үстіндегі будың жалпы қысымы P = PA + PB),
NA, NВ – ерітіндідегі А және В заттардың мольдік үлестері.
Рауль заңы және идеалды ерітінділердің басқа да заңдылықтары сұйытылған ерітінділер құрамын, яғни еріген зат мөлшері еріткіштің мөлшеріне қарағанда аз болатын ерітінділерді зерттеу үшін қолданылуы мүмкін. Ұшқыш еріткіш пен ұшқыш емес немесе аз ұшатын еріген заттан түзілген сұйытылған ерітінді үшін Рауль заңы тек еріткішке ғана қолданылуы мүмкін:
(3)
Мына жағдайда Рауль заңы былай оқылады: «Ұшқыш емес зат ерітіндісінің (бейэлектролит) үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымының салыстырмалы азаюы еріген заттың мольдік үлесіне тең».
Рауль заңынан шығады: кез келген температурада Т таза еріткіш P0A үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымы PA ерітінді үстіндегісіне қарағанда үлкен болады. Осыдан айырма ∆Р = Р0А – РА еріген заттың концентрациясы жоғары болса, оңда дұрыс болады.


РАУЛЬ ЗАҢЫН ҚОЛДАНУ
Рауль заңына сәйкес еріткіште, мысалы, суда аз ұшатын зат (бейэлектролит) ерігенде ерітінді үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымы төмендейді. Үштік нүктенің жанындағы А компоненттің күй диаграммасын 1 суретте қарастырайық.
ОА – таза еріткіш (А) үшін қаныққан бу қысымының (Р0А) температураға тәуелділігі
ВС және ДЕ – еріткіштің (РА) қаныққан бу қысымының әр түрлі концентрациялы (m1 > m2) 1 және 2 ерітінді немесе 1 және 2 ерітінділер булану сызығы үстіндегі температураға тәуелділігі.
Сұйықтың қайнау температурасы – сұйықтың қаныққан бу қысымы атмосфералық қысымға тең болатын температура. 1 суретте Ткип – таза еріткіштің қайнау температурасы, Т1кип, Т2кип – 1 және 2 ерітінділерінің қайнау температуралары.
Ерітіндінің қайнау температурасы еріткіштің қайнау температурасынан артық, яғни ол еріткішке қарағанда ерітіндінің қаныққан бу қысымы төмендеуінің негізгі салдары болады. Қайнау температурасының өсуі еріген заттың концентрациясына пропорционалды болады:
∆Tкип = E * m (4)
мұндағы, ∆Tкип – қайнау температурасының өсуі,
m – ерітіндінің мольдік концентрациясы,
Е – еріткіштің табиғатына ғана тәуелді эбулиоскопиялық тұрақты деп аталатын тұрақты шама.
Егер ерітіндінің концентрациясы m=1, онда ∆Tкип = E, яғни эбулиоскопиялық тұрақты ерітіндінің қайнау температурасының өсуіне тең болады. Таза еріткішке қарағанда 1000 г еріткіштегі ұшқыш емес заттың 1 молі қаәнау температураның моляльды өсуі деп аталады.
Ұшқыш емес заттың үстіндегі бу қысымы өсуінің тағы бір салдары: таза еріткіштің қату температурасы сұйық және қатты фазалар үстіндегі оның бу қысымының теңдік шартымен анықталады. 1 суретте ОД сызығы – қатты күйдегі (егер еріткіш су: мұз) еріткіштің қаныққан бу қысымының тәуелділігі.
Т0зам – еріткіштің қату температурасы.
Егер ерітінді қатқанда таза еріткіш түзілсе, онда ерітінді үстіндегі бу қысымы да қатты күйдегі еріткіштің қысымына тең болуы керек. Т1зам, Т2зам – 1 және 2 ерітінділерінің қату температуралары. Қату температурасының кемуі еріген заттың концентрациясына пропорционалды болады:
∆Tзам = Кзам * m (5)
мұндағы, Кзам – криоскопиялық тұрақты немесе қату температурасының мольдік кемуі.
Кзам физикалық мағынасы: ол ерітіндінің қату температурасының төмендеуіне тең (таза еріткішке қарағанда 1000 г еріткіште ұшқыш емес заттың 1 молі), яғни m = 1 болғанда, ∆Tзам = Кзам.
Ерітінділердің қайнау және қату температураларының өлшеулерінде заттардың молекулярлы массаларын анықтаудың эбулиоскопиялық және криоскопиялық әдістері негізделген. Криоскопиялық әдіс (криоскопия) өте көп қолданылады, себебі, әр түрлі еріткіштерді қолданып, кез келген заттардың молекулярлы массаларын анықтауға болады.
Заттың молекулярлы массасы қату температураның төмендеуімен теңдеу арқылы байланысты:
(6)
Осыдан:
(7)
мұндағы, МВ – еріген заттың молекулярлы массасы,
gB – еріген заттың массасы,
GA - еріткіштің массасы.


GA = VA * dA
мұндағы, VA – еріткіштің көлемі,
dA – еріткіштің тығыздығы.
Сайып келгенде, ерітіндінің ∆tзам эксперименталды шамасын анықтап, еріген заттың молекулярлы массасын табуға болады.



жүктеу/скачать 214 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6



©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет
Lessons
Curriculum vitae
Documents