ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ. Физическая и коллоидная химия_ВЛР 1 Термохимия (калориметрически. Лабораторная работа 1 Термохимия (калориметрический опыт) по курсу Физическая и коллоидная химия
 Скачать 82 Kb.
|
Лабораторная работа № 1 «Термохимия (калориметрический опыт)» |
 | Клавиши клавиатуры: «W» - Перемещение вперед; «S» - Перемещение назад; «A» - Перемещение влево; «D» - Перемещение вправо. |
 | Правая клавиша мыши Для изменения направления взгляда (поворота головы) используется перемещение манипулятора мышь с нажатой правой клавишей. Левая клавиша мыши Для нажатия на объект, его перемещения, поворота и т.д. используется нажатие левой клавиши. Для перемещения или вращения объекта, необходимо выполнить нажатие на объекте левой клавишей и произвести перемещение манипулятора не отпуская клавишу. |
3. Краткая теория
Термохимией называется раздел физической химии, занимающийся изучением тепловых эффектов различных процессов (например, химических реакций, растворения, фазовых переходов).
Тепловой эффект химической реакции – количество теплоты, выделившейся либо поглотившейся при изотермическом протекании реакции. Для реакций, протекающих в системе с постоянным объемом, тепловой эффект равен изменению внутренней энергии (Qu=ΔrU), а для реакций, протекающих при р = const, он равен изменению энтальпии (Qp=ΔrH). Тепловой эффект реакции измеряется в Дж (Джоуль). Джоуль – это основная единица измерения теплоты в системе SI. В качестве единицы измерения теплоты используется также калория, равная 4,184 Дж. В настоящее время она сохраняется как внесистемная единица для сравнения результатов современных работ с экспериментальными и справочными данными, накопленными за многие предыдущие годы.
Все химические процессы сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Реакции, сопровождающиеся выделением теплоты из системы в окружающую среду, называются экзотермическими; сопровождающиеся поглощением теплоты из окружающей среды, называются эндотермическими. Теплотой образования соединения называется тепловой эффект реакции образования 1 моля соединения из простых веществ, то есть из устойчиво существующих при стандартных условиях элементов, для которых теплоты образования принимаются равными нулю. Теплота сгорания вещества – тепловой эффект реакции окисления 1 моля вещества в избытке кислорода до высших устойчивых оксидов.
Теплота растворения вещества – тепловой эффект процесса растворения 1 моля вещества в бесконечно большом количестве растворителя. Теплота растворения складывается из двух составляющих: теплоты разрушения кристаллической решетки (для твердого вещества) и теплоты сольватации.
Данные, полученные в результате термохимических измерений, широко используются в термодинамике для вычисления теплоты образования соединений, комбинируя которые можно рассчитать тепловые эффекты химических реакций, энергии связей и т.д. Существует два важнейших закона термохимии – закон Лавуазье – Лапласа и закон Гесса.
Закон Лавуазье – Лапласа - Тепловой эффект прямой реакции всегда равен тепловому эффекту обратной реакции с противоположным знаком. Это означает, что при образовании любого соединения выделяется (поглощается) столько же энергии, сколько поглощается (выделяется) при его распаде на исходные вещества.
Закон Гесса - В основе практических расчетов тепловых эффектов различных процессов лежит закон Гесса, согласно которому тепловой эффект не зависит от промежуточных состояний системы, а зависит от начального и конечного ее состояний.
Для вычисления тепловых эффектов реакции составляют систему термохимических уравнений, которые представляют собой уравнения реакций, записанные совместно с соответствующими тепловыми эффектами при данной температуре. При этом важно указывать агрегатное состояние реагирующих веществ, т. к. от этого зависит величина теплового эффекта реакции. Закон Гесса позволяет определить тепловые эффекты реакций, которые невозможно или трудно измерить непосредственно.
Калориметрия - Основной методикой термохимии является калориметрия. Для определения теплового эффекта процесса используют специальные приборы – калориметры, наблюдая вызванное данным процессом изменение температуры.
Калориметр (от лат. calor — тепло и ...метр), прибор для определения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в каком-либо физическом, химическом или биологическом процессе. Термин «калориметр» был предложен А. Лавуазье и П. Лапласом (1780). Совокупность частей калориметра, между которыми распределяется определяемое количество теплоты, называют калориметрической системой. Она включает в себя калориметрический сосуд, в котором протекает изучаемый процесс, инструмент для измерения температуры (ртутный термометр, термометр сопротивления, термопара или термобатарея, терморезистор, кварцевый термометр и др.; при температурах выше 1300 К используют оптические пирометры), электрический нагреватель и др. Калориметрическую систему защищают экранами или оболочками, предназначенными для регулирования ее теплообмена с окружающей средой. Оболочки могут быть изотермическими или адиабатическими.
5. Порядок выполнения работы
Взвесить порцию соли в стакане - выполняется нажатием на [4]; взвесить стакан – выполняется повторным нажатием на [4] – соль пересыплется в калориметр, а на весах останется пустой стакан.
Включить блок питания для мешалки – выполняется нажатием на [2];
Сразу же начать фиксировать изменение температуры раствора с интервалом в 1 сек в таблице 1 Бланка выполнения лабораторной работы.
Оформить отчет согласно структуре, приведенной ниже, и прикрепить его в курс для проверки.
6. Структура отчета по проделанной работе
Титульный лист (стандартный, прикреплен в курсе).
Цель и задачи работы (бланк).
Схема установки и используемое оборудование (бланк).
Таблица значений фиксируемой температуры раствора (бланк).
Выводы по проделанной работе согласно цели и поставленным задачам (бланк).
Письменные ответы на контрольные вопросы (бланк)