Реферат: Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу фізичної хімії

деC_k - теплоємність калориметра, DT - зміна температури, що сталася в результаті розчинення. Теплоємність калориметра розраховується як сума теплоємностей його окремих частин, тобто склянки, мішалки, тер­мометра та розчину.

Зміна температури в результаті процесу визначається за графіком температура - час (рис. 1), який враховує можливий теплообмін кало­риметра з навколишнім середовищем. При перемішуванні води в склянці роблять декілька вимірювань температури через рівні проміжки часу (0,5 чи 1 хв.) протягом 5-7 хвилин. Ця частина експерименту називається попереднім періодом. Після цього у воду всипають сіль і енергійно перемішують розчин до повного розчинення солі, продовжу­ючи виміри температури (головний період), і вимірюють температуру протягом 5-6 хвилин (заключний період).

Тривалість головного періоду визначається крайніми точками а і б;зміна температури DT- екстраполяцією на вертикаль, проведену через середину головного періоду.

T, C^o

Рис. 1. Графічне визначення DT

Виконання роботи

Задача 1. Визначення теплоти розчинення солі.

На технічних терезах зважують склянку, паличку (для розрахунків їх теплоємності) і 10 г розтертої в ступці солі. Наливають в склянку калориметра 400 мл води. Підвішують термометр, відмічають глибину його занурення у воду і за допомогою мензурки визначають об'єм витісненої ним води, який дорівнює об'єму зануреної частини термомет­ра. Розраховують теплоємність калориметра, перемножуючи масу його частин в грамах і теплоємність матеріалів в Дж/ (г . К) (об'єм зануреної частини термометра помножують на середню об'ємну теплоємність скла та ртуті), а потім підсумовують теплоємність складових частин калори­метра.

Питомі теплоємності: скла -0,79 Дж/(г.К);

поліетилену -2,3 Дж/(г.К);

води -4,18 Дж/(г.К).

Об'ємна теплоємність скла та ртуті (середня) -1,9 Дж/(см³ .К).

Проводять виміри температури, як було сказано вище; будують графік і визначають за ним DТ.

Розраховують теплоту розчинення солі за рівнянням, Дж/моль:

де М – Молярна маса солі, г/моль; g - маса наважки солі, г; Ск – теплоємність калориметра, Дж/К.

ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 151-155, 189-190, 323-324

2. КІНЕТИКА ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

При незмінному об'ємі системи під швидкістю хімічної реакції ро­зуміють зміну концентрації будь-якого з її учасників за одиницю часу:

Якщо швидкість хімічної реакції визначається за зміною концент­рації вихідних речовин, права частина рівняння має знак "-", а якщо за зміною концентрації продуктів, похідна має знак "+".

За законом діючих мас швидкість реакції пропорційна добутку кон­центрацій реагуючих речовин, взятих в певних степенях. Коли реакція

аА+bВ=еЕ+fF

проходить в одну стадію, тобто є простою (елементарною), її швидкість виражається рівнянням

в якому показники степеня при концентраціях тотожні стехіометричним коефіцієнтам в рівнянні реакції.

Якщо реакція складна, показники степеня при концентраціях реа­гентів в наведеному рівнянні швидкості відрізняються від стехіометричних коефіцієнтів, тоді

де k- константа швидкості хімічної реакції, яка чисельно дорівнює швидкості реакції при одиничних концентраціях реагентів; р і q- порядки реакції по компонентах А і В , відповідно, або окремі порядки. Суму р+ q = п називають порядком хімічної реакції. Порядок реакції може бути цілим, дробовим і нульовим. Реакції, у яких п > 3, зустрічаються дуже рідко. Рівняння, що зв'язує швидкість реакції з концентраціями реагуючих речовин, називається кінетичним рівнянням реакції.

На основі закону діючих мас для реакцій різних порядківможутьбути виведені рівняння для обчислювання константи швидкості реакції.

Для реакцій першого порядку швидкість V= -dC/dt= k.C, звідки константа швидкості реакції

де С₀ - початкова концентрація реагуючої речовини, С - її концент­рація в момент часу t . Константа швидкості реакції першого порядку маєрозмірність (одиниця часу)^-1 і не залежить від того, в яких одиницях визначається концентрація.

Розрахунки константи швидкості реакції першого порядку можна робити також за формулою

де а - початкова концентрація вихідної речовини, х — зменшення концентрації за час t, (а - х) - концентрація речовини в момент часу t. Для реакцій другого порядку можна записати

,

або

Окремі порядки по компонентах і порядок хімічної реакції в цілому можна визначити тільки експериментальне, спостерігаючи за зміною концентрації будь-якого з реагентів протягом певного часу. За одниміз методів визначають зміну концентрації за декілька проміжків часу і підставляють ці дані в рівняння для констант швидкості першого, друго­го або третього порядків. Рівняння, яке дає при розрахунках сталі зна­чення константи k , відповідає порядку досліджуваної реакції.

Виконання роботи

Задача 1. Дослідження швидкості реакції розкладу пероксиду вод­ню.