Экспериментальная часть

Заполнить одну бюретку жидкостью А, вторую – жидкостью В (по указанию преподавателя), а третью - водой (жидкость С)

А	В	С
Ацетон, этиловый спирт, уксусная кислота	Бензол толуол, хлороформ, ксилол, четыреххлористый углерод	вода

Приготовить восемь сухих конических колб или пробирок с притер­тыми пробками объемом не менее 25мл.

Последовательность операций Вариант I

В сухих пробирках приготовить двухкомпопентные растворы веществ А и В следующих концентраций (об.% компонента А): 30, 45, 60, 70, 80, 85, 90, 95. Для этого сначала рассчитывают объемы жидкостей А и В, необходимые для приготовления растворов указанных концентра­ций, соблюдая при этом условие, что в каждой пробирке объем A i объем В 5 мл. Например, для приготовления раствора №3 необходимо 3 мл вещества А и 2 мл вещества В. Затем из бюреток наливают в каждую пробирку соответствующие объемы А и В. Порядок приливания не важен. После этого приступить к главной и наиболее ответст­венной части работы: последовательно в каждую колбу добавлять по каплям вещество С (воду) до появления мути. Будьте внимательны, для растворов в первых пробирках иногда достаточно одной-двух капель воды. После каждой прилитой капли пробирку закрывают пробкой и тщательно встряхивают, наблюдая появление мути. Если муть, исчезающая при стоянии, вновь появляется при повторных встряхиваниях, значит, добавлять воду больше не нужно, и значение объема добавленной в пробирку воды V_c заносят в таблицу 5 по формуле

Вычисляют объемную концентрацию компонента С и заносят в таблицу 3. При этом нет необходимости пересчитывать концентрации А и В.

Построение диаграммы. На сторону АВ равностороннего треугольни­ка ABC (рис. 12) наносят точки, отвечающие составу исходного двух-компонентного раствора, например, F для раствора №4. Точки соеди­няют с вершиной С. На этих отрезках откладывают значение концен­трации воды (точка G). Соединив точки, получают кривую линию PGHR.

Дополнительное задание. Отрезок FC пересекает дважды кривую растворимости PGHR, поэтому должно наблюдаться ретроградное расслоение. После появления мути продолжать добавлять компонент С. Состав системы будет перемещаться по отрезку FC в указанном стрел­кой направлении. Количество образующегося слоя сначала увеличива­ется, затем уменьшается, и, наконец, система вновь становится гомогенной (точка Н). Записать значение объема вещества С, вычислить С_с и нанести точку на график.

Таблица 5

Номер пробирки	Исходный двухкомпонентный раствор					VC, мл		CC, об.%
	Объем вещества, мл		Состав, об.%
	А	В	А	В

Вариант II В пробирках приготовить двухкомпопентные растворы веществ А и С следующих концентраций (об.% компонента Л): 30, 45, 60, 70, 80, 85, 90, 95. Дальнейшие операции подробно описаны выше. В тексте вари­анта I следует только заменить В на С. а С на В. Например, "в каждую колбу добавлять по каплям вещество В до появления мути или точки соединяют с вершиной В".

Работа 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ РАСТВОРЕНИЯ

Теоретическое введение Взаимодействие растворителя с растворяемым веществом при Р, Т=const сопровождается изменением энтальпии

ΔH=H-(n₁H₁⁰+n₂H₂⁰), (31)

где Н – полная энтальпия образовавшегося раствора; H₁⁰ и H₂⁰ – энтальпии 1 моль растворителя и растворяемого вещества в чистом состоянии; n₁ и n₂ – числа молей растворителя и растворенного вещества в растворе. Отнесенное к одному молю растворенного вещества, полное изменение энтальпии при растворении n₂ молей вещества в n₁ молях растворителя называется интегральной теплотой растворения и обозначается ΔH_m:

(32)

Индекс m – это численное значение концентрации раствора в моляльной шкале

(33)

Интегральная теплота растворения зависит от температуры и концен­трации, поэтому указание этих характеристик процесса является обяза­тельным. В литературе по термохимии концентрацию раствора обычно выражают величиной разбавления, т.е. числом молей растворителя, приходящимся на 1 моль растворенного вещества, а количественное соотношение компонентов при растворении представляют термохими­ческим уравнением, например,

Особый интерес представляет первая интегральная теплота растворе­ния - изменение энтальпии при растворении 1 моля вещества в беско­нечно большом количестве растворителя. В результате процесса обра­зуется бесконечно разбавленный раствор, например,

)

Для твердых тел интегральная теплота растворения складывается из тепловых эффектов разрушения кристаллической решетки, сольватации и смешения. Зная ΔH_m можно найти многие величины, которые нельзя определить простым измерением, например, теплоту образования твердого раствора.

Исходя из определения парциальных величин, запишем

Подставим в это выражение уравнение (32) и учитывая (33), получим

(34)

Важное преимущество моляльной шкалы перед другими концентрационными шкалами заключается в том, что при изменении концентрации растворенного вещества количество молей растворителя не меняется, т.е. n₁ = const.

Исследование теплот растворения и зависимости их от концентрации позволяет получить много информации о строении раствора.

Цель работы: определение тепловых эффектов, сопровождающихся изменением температуры не менее чем на 0,1 ⁰С, для быстро протекающих, процессов.