Порядок выполнения работы.
1. Собирают прибор для определения теплоты растворения соли (рисунок 2).
Рисунок 2. Схема прибора для определения теплоты растворения соли.
Для этого в наружный стакан помещают на пробковых подставках внутренний стакан меньшего размера. Предварительно необходимо взвесить внутренний стакан вместе со стеклянной палочкой на техно-аналитических весах с точностью до 1 грамма. Вес стакана записать.
2. Взвешивают около 5 граммов соли на аналитических весах (образец соли выдается преподавателем), точный вес соли записывают.
3. Рассчитывают количество воды, необходимое для растворения соли из расчёта на 1 моль соли – 200 моль воды.
Пример расчета:
Для анализа студенту выдана соль хлорид натрия, точный вес – 5,01234 г.
Молярная масса хлорида натрия: 58,45 г/моль
Масса воды, необходимая для растворения соли:
200·18·mсоли 200·18·5,01234
mв =----------------------=------------------------=308,72 (г) Объем воды 309 мл.
Мсоли 58,45
4. Во внутренний стакан с палочкой наливают рассчитанное количество воды и помещают термометр Бекмана, таким образом, чтобы ртуть термометра помещалась в воду полностью.
Измеряют температуру воды (без соли) в течении 10 минут через каждую минуту (промежуток времени в 1 минуту отмеряют по песочным часам).
На 11-й минуте высыпают соль, тщательно перемешивают. Когда вся соль растворяется, записывают первую температуру (после высыпания соли) и продолжают записывать температуру в течении 10 минут, проверяя значения по термометру .
Полученные данные сводят в таблицу.
Таблица результатов:
Масса соли, mсоли , |
Масса стакана, ·mстакана |
Масса воды, , mводы |
||||||||||
|
|
|
||||||||||
До растворения соли |
||||||||||||
Время, τ, мин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Температура, t,°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
После растворения соли |
||||||||||||
Время, τ, мин |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||
Температура, t,°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. По результатам исследования на миллиметровой бумаге строят график зависимости температуры раствора от времени.
По данному графику находят скачок температуры раствора в момент растворения соли. Приблизительный график зависимости t = f(τ) представлен на рисунке 3.
T, °С
t1 – значение температуры
на 10 минуте измерений (до растворения
соли)
t2
– наименьшая температура после
растворения соли
t1
t2
τ,мин
Рисунок 3. График зависимости температуры раствора от времени
6. Теплоту растворения данной навески соли в Дж рассчитывают по формуле:
g = (mсоли + mводы)·С·(t2 –t1) + mстакана ·α· (t2 –t1) ,
где
С – теплоемкость раствора, приблизительно принимается 4,190 Дж/г·°C
α - теплоемкость стекла, равна 0,7961 Дж/г·°C
t1 – значение температуры на 10 минуте измерений (до растворения соли),
t2 – наименьшая температура после растворения соли,
g - теплота растворения навески соли ( массой mсоли )
Затем рассчитывают теплоту растворения Q на 1 моль соли в Дж/моль:
g·Mсоли
Q = -------------------------
mсоли