Рекомендации по проведению расчетов

Расчет теплоты растворения проводят на основе уравнения теплового баланса

, (1)

где m₁ и m₂ – масса воды и соли, соответственно, г;

с – теплоемкость образующегося раствора, Дж г^-1К^-1, (для водных растворов с небольшой концентрацией растворенного вещества можно принять, что с = 4,18 Дж г^-1 К^-1); m_i и с_i – масса и теплоемкость составных частей калориметра.

Точно определить m_i и с_i не представляется возможным. Поэтому ∑m_iс_i обозначают символом К, называемым постоянной калориметра и определяют его значение по изменению температуры при растворении определенного количества соли с известной теплотой растворения. Постоянная калориметра – количество тепла, которое необходимо подвести к участвующей в теплообмене части калориметра, чтобы поднять его температуру на 1°С. В этом случае уравнение теплового баланса запишется в виде:

Q = [(m₁+m₂)c + K]∆Т. (2)

Отсюда

. (3)

В качестве соли с известной теплотой растворения можно использовать КСl или NH₄Cl. Интегральные теплоты растворения солей даны в справочнике.

В справочнике интегральные теплоты растворения даны для стандартной температуры 298 К. Если температура воды, в которой растворяют соль, отличается от стандартной, то теплота растворения будет иной. Поэтому опыт нужно проводить при стандартной температуре или рассчитывать интегральную теплоту растворения для данной температуры с помощью уравнений типа ∆H =∆H²⁹⁸k (298 – T), где k – коэффициент, характерный для каждой соли. Например, для КСl – ∆H_уд = 256,9 – 3,89(298 - T), Дж  г^-1.

Теплота растворения соли зависит от концентрации образующегося раствора. Поэтому необходимо рассчитать концентрацию раствора, образующегося при растворении соли с известной теплотой растворения и, в соответствии с этим, интерполяцией определить теплоту растворения этой соли для данной концентрации, а затем рассчитать постоянную калориметра.

Зная постоянную калориметра легко рассчитать теплоту растворения неизвестной соли. Для этого определяют изменение температуры при растворении неизвестной соли и рассчитывают Q по формуле, а также рассчитывают удельную теплоту растворения неизвестной соли q по формуле

q = Q / m₂. (4)

Значение удельной теплоты растворения соли можно использовать (наряду с другими данными) для определения соли. Для этого сравнивают полученное значение со справочными значениями удельных теплот растворения различных солей.

Экспериментальная часть Приборы и реактивы

1. Учебно-лабораторный комплекс «Химия» в следующей комплектации:

- центральный контроллер;

- модуль «Термостат» в комплекте со стеклянным стаканчиком (150 см³), термодатчиком и устройством для размещения навески соли в термостате.

2. Навеска соли с известной теплотой растворения (2 г) и навеска неизвестной соли (2 г).