3.3. Обработка результатов эксперимента.

Полученные результаты оформляют в виде таблицы 3.1 и представляют графически в координатах и.

Таблица 3.1.

Результаты эксперимента

№	t^oC	T,K	1/T	PCO2, мм Hg	KP
1	600			10
2	620			30
3	640			80
4	660			160
5	680			220
6	700			300
7	720			380
8	740			460
9	760			540
10	780			620
11	800			700

Графические зависимости иобрабатывают по линейной регрессии методом наименьших квадратов и по тангенсам углов наклона определяют стандартные изменение энтальпии, энтропииреакции диссоциации и их стандартные ошибки (и). Рассчитывают температуру диссоциации CaCO₃ при которой давление CO₂ равно 1 атм.

3.4. Задания

1. Рассчитать константы равновесия и3основные термодинамические величины реакции разложения карбоната кальция.

3.4. Содержание отчета

1. Цель работы

2. Теоретическая часть с описанием реакции разложения карбоната кальция.

3. Выполнение работы с заполнением таблицы результатами эксперимента.

4. Краткое описание проведенного эксперимента.

5. Выводы.

3.5. Контрольные вопросы

1. Как можно оценить условия химического равновесия реакции?

2. Что такое состояние равновесия, и какими термодинамическими параметрами можно оценить это состояние?

3. Что называется константой равновесия химической реакции?

4. Что такое закон действующих масс?

5. Химизм разложения карбоната кальция?

6. Чем отличаются константы равновесия в гомогенных и гетерогенных химических реакциях?

7. Химизм восстановления оксида железа оксидом углерода.

8. Как можно оценить стандартные энтальпию и энтропию?

3.6. Библиографический список

1. Крестовников А.И., Вигдорович В.Н., Химическая термодинамика. – М.: Металлургиздат, 1962. – 280 с.

2. Наумов Г.В., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. Справочник термодинамических величин. – М: Атомиздат. – 1971. – 239 с.

3. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. – М.: Химия. 1970. – 569 с.

Лабораторная работа №4

Определение поверхностного натяжения расплавов методом лежащей капли

Цель работы:

Получить теоретические представления о поверхностном натяжении и его связи. Освоить методики измерения.

4.1 Основные теоретические положения

4.1.1. Поверхностное натяжение

Известно, что поверхность расплавленных металлов, как и других жидкостей, стремится к самопроизвольному сокращению. Этот факт говорит о существовании свободной энергии поверхности, т. е. о необходимости затраты определенной работы для образования поверхности.

На поверхности раздела жидкий металл – насыщенный пар существует асимметрическое силовое поле, т. е. силы взаимодействия атомов, находящихся в граничном слое, с атомами в объеме жидкого металла оказываются не скомпенсированными. Асимметрия силового поля обусловливает повышение величины свободной энергии. Эта избыточная свободная энергия (для изобарной среды), отнесенная к единице поверхности, называется удельной свободной энергией (Дж/м²) или поверхностным натяжением (Н/м²). Следовательно, поверхностное натяжение характеризует работу образования 1 см² поверхности жидкости А на границе ее с насыщенным паром, т. е. величина поверхностного натяжения измеряется работой А изотермического обратимого образования единицы площади S поверхности раздела двух фаз, находящихся в равновесии, или силой, необходимой для увеличения периметра поверхности, на сумму длины l:

или

.

(4.1)

Поверхностное натяжение отражает характер и величину сил межчастичного взаимодействия и является структурно-чувствительным свойством расплава.

При производстве чугуна и стали поверхностные явления играют решающую роль. Исключительно велико значение адсорбционных процессов в механизме и кинетике восстановления оксидов, разложении различных соединений. Рафинирование металла при окислительной плавке также связано с поверхностными явлениями. Без их учета при производстве цветных металлов иногда нельзя найти правильное решение теоретических и практических вопросов. Поверхностное натяжение особую роль играет при получении отливок из различных сплавов. Оно влияет на зарождение фаз в сплаве, на взаимодействие кристаллизующегося металла со стенками формы (на жидкотекучесть и заполняемость). Присутствие поверхностно-активных примесей изменяет строение и свойства границ раздела фаз, что существенно влияет на поверхностное натяжение. Изменение поверхностного натяжения происходит при концентрации примеси 10^–7–10^–8 % по массе.