Теплота розчинення солей і її визначення

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Кількість тепла, яке виділяється або поглинається при розчиненні 1 моля речовини в такій кількості розчинника, подальше поповнення якого вже не викликає зміни теплового ефекту, називається теплотою розчинення.

При розчиненні солей у воді знак і величина теплового ефекту розчинення # 8710; Н визначається двома величинами: енергією, що витрачається на руйнування кристалічної решітки речовини (# 8710; H1) - ендотермічний процес, і енергією, що виділяється при фізико-хімічній взаємодії частинок речовини, що розчиняється з молекулами води (процес гідратації) (# 8710; Н2 ) - екзотермічний процес. Тепловий ефект процесу розчинення визначається алгебраїчною сумою теплових ефектів цих двох процесів:

Тепловий ефект процесу розчинення може бути як позитивним, так і негативним.

Для практичного визначення теплот розчинення зазвичай визначають кількість тепла, що поглинається або виділяється при розчиненні довільної кількості солі. Потім цю величину перераховують на 1 моль, так як кількість тепла прямо пропорційно кількості розчиненої речовини.

Для термохімічних вимірювань використовують прилад, званий калориметром.

Визначення теплоти розчинення ведуть по зміні температури розчину, тому точність визначення залежить від ціни поділки (точності) використовуваного термометра. Зазвичай діапазон вимірюваних температур лежить в інтервалі 2-3 ° С, а ціна поділки термометра не більше ніж 0,05 ° С.

Для виконання роботи використовуйте калориметр, що складається з теплоізоляційного корпусу, кришки з вбудованими електричної мішалкою і термометром, а також отвором з пробкою.

Отримайте у викладача завдання: тип речовини, що розчиняється.

Відкрийте пробку на кришці калориметр і залийте в нього 200 мл води, закрийте пробку і витримайте 10-15 хвилин для встановлення постійної температури (tнач). За цей час на вагах, використовуючи кальку або годинне скло, отримаєте навішення вашого речовини (1,5 - 2,0 г) попередньо ретельно розтертого в ступці. Отриману навішення, по можливості швидко, через отвір в кришці помістіть в калориметр при включеній мішалці. Слідкуйте за зміною температури. Після встановлення теплової рівноваги (температура стабілізується) запишіть максимальну температуру розчину (tmaх) і розрахуйте # 8710; t = tmax - tнач. За отриманими даними розрахуйте теплоту розчинення солі, використовуючи рівняння:

де q - теплота, виділилася (або поглинути) в калориметр (кДж); m - навішування солі (г); М - молярна маса речовини, що розчиняється (г / моль);

Теплота q визначається на підставі експериментальних даних зі співвідношення:

де mст - маса склянки (г); mр-ра - маса розчину, що дорівнює сумі мас води і солі в склянці (г); Сст - питома теплоємність скла 0,753 Дж / г # 8729; К;

Ср-ра - питома теплоємність розчину (води) 4,184 Дж / г # 8729; До.

Порівнявши отриманий результат з даними табл.2. розрахуйте відносну похибку досліду (в%).

Теплота гідратації солі і її визначення

Фізико-хімічний процес взаємодії частинок розчиненої речовини з молекулами води (розчинника) називається гідратацією. В процесі гідратації утворюються складні просторові структури, звані гідратами, і при цьому в навколишнє середовище виділяється енергія у вигляді тепла.

Тепловий ефект реакції утворення 1 моль гидратированной солі з безводної солі називається теплотою гідратації.

При розчиненні в воді безводної солі, здатної утворювати гідрати, послідовно протікають два процеси: гідратація і розчинення утворився кристаллогидрата. наприклад:

Розчинення електролітів супроводжується процесом електролітичноїдисоціації. Теплота гідратації молекули дорівнює сумі теплот гідратації утворилися при цьому іонів з урахуванням теплоти дисоціації. Процес гідратації-екзотермічний.

Наближено теплота гідратації речовини може бути визначена як різниця між теплотамі розчинення безводної солі і її кристаллогидрата:

де # 8710; Hгідр - теплота гідратації молекул;

# 8710; Hбезв - теплота розчинення безводної солі;

# 8710; Hкріст - теплота розчинення кристалогідрату.

Таким чином, для визначення теплоти гідратації молекул необхідно попередньо визначити теплоту розчинення безводної солі і теплоту розчинення кристалогідрату цієї солі.

Теплоту розчинення безводного сульфату міді CuS04 і кристаллогидрата CuS04 × 5H2 0 необхідно визначити, використовуючи лабораторний калориметр і методику проведення роботи 1.

Для більш точного визначення теплоти гідратації необхідно отримати навішування по 10-15 г кристалогідрату і безводної солі сульфату міді. Необхідно знати, що безводна сіль міді легко поглинає воду з повітря і переходить в гідратована стан, тому безводну сіль необхідно зважувати безпосередньо перед досвідом. За отриманими даними необхідно розрахувати теплоти розчинення безводної солі і кристалогідрату, а потім зі співвідношення (3) визначити теплоту гідратації. Розрахуйте відносну похибку досліду в процентах, використовуючи отримані дані і дані табл.2.