Ćwiczenie nr 25

CIEPŁO ROZPUSZCZANIA SUBSTANCJI ŁATWO ROZPUSZCZALNYCH W WODZIE

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie integralnego i różniczkowego ciepła rozpuszczania NaOH w wodzie.

Aparatura i szkło: Odczynniki:

Kalorymetr, termometr Beckmanna, NaOH - pastylki

mieszadło, stoper, cylinder miarowy

WYKONANIE ĆWICZENIA:

1. Do naczynia Dewara w kalorymetrze wlać, odmierzone cylindrem miarowym, 400 cm³ wody destylowanej, zanurzyć mieszadło oraz termometr Beckmanna, przykryć pokrywką. Włączyć mieszadło i tak przygotowany zestaw kalorymetryczny pozostawić na co najmniej 15 minut, dla wyrównania temperatur. Wtedy rozpocząć pomiary (okres I), odczytując wskazania termometru Beckmanna co 30 sekund, przez 5 minut. Następnie, nie przerywając mieszania i odczytów temperatury co 30 s, wprowadzić do wody 1 g NaOH i notować zmiany temperatury aż do momentu jej ustalenia się (okres główny) i potem jeszcze przez 3 - 4 minuty (co 30 s).

2. Czynności opisane w punkcie 1 wykonać dla: 2, 3, 4, 5 g NaOH.

3. Wyniki przedstawić w tabeli:

Nr pomiaru	Masa wody, [g]	Masa NaOH, [g]	Stężenie molarne roztworu, [mol/kg]	ΔT

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

1. Integralne ciepło rozpuszczania NaOH obliczyć ze wzoru:

ΔH_int. =
(1)

gdzie: n - liczba moli NaOH;

Q_rozp. - ciepło pobrane z kalorymetru w trakcie rozpuszczania NaOH.

Q_rozp. = - (m c_w + W_w) ΔT (2);

gdzie: m - masa roztworu,

c_w - ciepło właściwe,

W_w - wartość wodna kalorymetru równa 30 cal/deg,

ΔT - przyrost temperatury odczytany z wykresu T = f(t).

Uwaga! c_w można przyjąć za równe ciepłu właściwemu wody.

2. Różniczkowe ciepło rozpuszczania ΔH₂ obliczyć ze wzoru:

ΔH₂ = ΔH_int. + m (
) (3),

gdzie: m - stężenie molarne roztworu [mol/kg]

Pochodną
obliczyć, różniczkując graficznie wykres ΔH_int. = f(m), w punktach molarności przygotowanych roztworów. Obliczone wartości przedstawić w tabeli:

m, [mol/kg]	ΔHint. , [J/mol]		ΔH2 , [J/mol]

3. Maksymalny błąd wyznaczonego ciepła rozpuszczania ΔQ_rozp. obliczamy ze wzoru:

ΔQ_rozp. = ± (
+
)

4. Omówienie wyników

---