Bartosz Puchalski 27.X.2004

Ćwiczenie nr 9

Wyznaczanie stałej kalorymetru

i ciepła rozcieńczania

W tym ćwiczeniu mamy za zadanie zmierzyć ciepło rozcieńczania jak i stałą kalorymetru posługując się kalorymetrem i termometrem oporowym półprzewodnikowym - termistorem. Kalorymetr służy do pomiaru ilości ciepła wymienianego podczas badanego procesu. Podstawowymi elementami budowy tego urządzenia są: właściwy układ kalorymetryczny (jego temperatura ulega zmianie pod wpływem przebiegu procesu termochemicznego) i otaczający ten układ płaszcz pełniący role izolatora. Wspomniany termistor mierzy temperaturę szybko i z dużą dokładnością dzięki rejestrowaniu zmiany oporu elektrycznego półprzewodnika. Zmiana ta następuje na skutek zmiany temperatury:

T₂ - T₁ = k(lnR₂ - lnR₁)

;gdzie T_1,2 - to początkowa i końcowa wartość temperatury, R_1,2 - to początkowa i końcowa wartość oporu półprzewodnika. Ciepło przekazane w kalorymetrze można zapisać wzorem:

;gdzie n_i - liczba moli i-tej części składowej kalorymetru, c_p,i - ciepło molowe i-tej części składowej. Stała K jest zwana stałą kalorymetru, jest to ilość ciepła potrzebna do zmiany temp. kalorymetru o jednostkę. Jest to więc jego pojemność cieplna. Wyznaczamy ją przeprowadzając w kalorymetrze reakcję o znanym nam cieple. Aby wyliczyć przyrost temperatury:

;gdzie ΔT_p - przyrost temperatury, ΔT_g - zmiana temp. w okresie głównym, Δp - poprawka na promieniowanie.

Poprawkę wylicza się ze wzoru:

;gdzie ΔT_w - zmiana temp. w okresie wstępnym, ΔT_k - zmiana temp. w okresie końcowym, liczby odcinków półminutowych w wymienionych okresach charakteryzują liczby l, m,n.

Literatura:

- Praca zbiorowa „Chemia fizyczna” PWN Warszawa 1963 str. 636- 642;

- J. Ceynowa, M. Litowska, R. Nowakowski, J. Ostrowska-Czubenko „Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej” UMK Toruń 1999

str. 18-21

- L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll „Eksperymentalna chemia fizyczna” PWN

Warszawa 1982 str. 38-43

Substancje chemiczne stosowane w zadaniu:

• Stężony kwas solny 7647-01-0

• Stężony kwas siarkowy 7664-93-9

• Rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodowego 1310-73-2

• Rozcieńczony roztwór kwasu solnego 7647-01-0

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk w/w substancji i znane mi są właściwości tych substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nimi oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

Celem wykonania tego ćwiczenia jest obliczenie molowego ciepła rozcieńczania kwasu solnego i siarkowego i porównanie tych wyników z wartościami zamieszczonymi w tablicach chemicznych.

---