Работа с термометром Бекмана.

Для точного определения разности температур применяется дифференциальный термометр Бекмана. Он состоит из большого резервуара с ртутью, капилляра очень малого радиуса и дополнительного резервуара для ртути (в верхней части термометра). Шкала термометра разделена на 5 градусов и градуирована на 0,01 градус. Количество ртути в нижнем резервуаре термометра можно изменять за счет отливания ртути в верхний резервуар или добавления из верхнего резервуара. Благодаря этому интервал шкалы термометра может меняться в значительных пределах (от –35 до +250 С).

Переводя некоторые количество ртути из нижнего резервуара в верхний или добавляя из верхнего в нижний, всегда можно настроить термометр так, чтобы при погружении нижнего резервуара в испытуемый раствор ртутный столбик оканчивался где-нибудь на середине условной шкалы. С настроенным термометром следует обращаться осторожно, его нельзя встряхивать, класть горизонтально, а надо закреплять в вертикальном положении за головку в штатив.

Порядок выполнения лабораторной работы.

1. Залить в калориметрический сосуд 150 см³ дистиллированной воды.

2. Взвесить на технических весах около 2г хлорида калия KCl, предварительно тщательно растертого в ступке.

3. Поместить в калориметрический сосуд термометр Бекмана таким образом, чтобы ртутный резервуар был полностью покрыт водой.

4. Установить предельную скорость движения мешалки, при которой не происходит разбрызгивания воды.

5. Когда скорость изменения температуры воды в калориметре не будет превышать 0,04 градуса в минуту, начать запись показаний термометра Бекмана через каждые 30 секунд. Сделать 10…15 отсчётов.

6. Высыпать в калориметрический сосуд через воронку навеску хлорида калия. Температура в процессе растворения KCl сначала падает (главный период), затем начинает расти. С начала равномерного повышения температуры сделать ещё 10…15 отсчётов.

7. Построить графическую зависимость изменения температуры от времени и определить Т.

8. Рассчитать константу калориметра по уравнению (1).

9. Для исследуемой соли (Na₂CO₃, KNO₃ и др.) опыт провести в последовательности с 1-го по 7-ой пункты.

10. Вычислить молярную интегральную теплоту растворения исследуемой соли. Q.

11. Сравнить экспериментальную величину Q исследуемой соли со справочным значением её величины. Определить абсолютную и относительную ошибки эксперимента. Последняя не должна превышать 20 %.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

Определение термодинамических характеристик процесса гидролиза соли.

Цель работы: определить зависимость степени гидролиза соли α от степени разбавления раствора (величины обратной концентрации) при различных температурах. Определить термодинамические характеристики процесса гидролиза соли: энергии Гиббса G, энтальпии Н и энтропии S.

Степень гидролиза  растворов солей определяется по формуле

= С_Г/С,

где С_Г - концентрация гидролизованных молекул соли,

С - концентрация негидролизованных молекул соли.

Для разбавленных растворов солей степень гидролиза невелика («1); константа гидролиза К_Г приближенно равна

К_Г=²С.

Здесь концентрацию негидролизованной соли С принимают равной исходной концентрации.

Для соли, гидролизованной по катиону, например по реакции

NH₄NO₃ + H₂O = NH₄OH + HNO₃ или

NH₄⁺ + H⁺OH^- = NH₄OH + H⁺ ,

концентрация гидролизованных молекул С_Г равна концентрации ионов водорода [H⁺], т.е. С_Г = [H⁺], соответственно

 = [H⁺]/С и К_Г = [H⁺]² /С

Для соли, гидролизованной по аниону, например по реакции

СH₃COONa + H₂O = СH₃COOH + NaOH или

СH₃COO^- + H₂O = СH₃COOH + OH^- ,

концентрация гидролизованных молекул С_г = КH₂O/ [H⁺] тогда

 = КH₂O/ [H⁺]С К_Г= К² H₂O/ [H⁺]² С

где КH₂O - ионное произведение воды.

Термодинамические характеристики воды определяются по формулам:

ΔG = -R·T·lnK_Г = -19,15·T·lgK_Г;

ΔH = 2,3· R ·1g · ;

ΔS =.

При выполнении лабораторной работы исследуются растворы одной из трех солей NH₄Cl, NH₄NO₃, CH₃COONa пяти концентраций (0,4; 0,2; 0,1; 0,05; и 0,025 М) при комнатной температуре, при 50 и 70ºС.