Sprawozdanie nr 1	Pomiar ciepła zobojętniania. Wyznaczenie stałej kalorymetru.
Grupa	Wykonali:	Podpis	Ocena

1. Zakres materiału teoretycznego:

zasady termodynamiki,

• podstawowe funkcje termodynamiczne,

• prawo Hessa,

• prawo Kirchoffa,

• ciepło reakcji,

• ciepła przemian fazowych,

• pojemność cieplna,

• ciepło molowe,

• ciepło właściwe,

• rodzaje kalorymetrów,

• metody pomiaru zmian temperatury,

• ciepło neutralizacji, rozpuszczania,

• ciepło molowe ciał stałych, cieczy i gazow.

2. Wykonanie ćwiczenia.

Przybory i odczynniki:

• kalorymetr,

• multimetr,

• KOH w granulkach,

• H₂SO₄ (ρ = 1,84 [g/cm³]

2 KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ = K₂SO₄ + 2 H₂O

2 K⁺ + 2 OH ^- + 2 H⁺ + SO₄^-2 → 2 K⁺ + SO₄^-2 + 2 H₂O

W naszym doświadczeniu:

n(KOH) = 0,5 mola,

n(H₂SO₄) = 0,25 mola, ,

m(KOH) = 26,05 g,

V(H₂SO₄) = 13,31 cm³

• woda w kalorymetrze 2250 [cm³],

• woda w zlewce 500 [cm³].

Pomiar zmian temperatury wykonywane w odstępach minutowych.

Wskazania multimetru przeliczono zgodnie ze wzorem:

Y = 82,034 - 53,062 log x Gdzie: x - wynik odczytu [ kΩ]

y - temperatura [C°]

Odczytane wyniki umieszczono w tabelce.

Tabela 1. Pomiar ciepła neutralizacji.

Tabela 2. Pomiar ciepła rozpuszczania.

3. Ciepło reakcji neutralizacji.

Ponieważ w naszym przypadku kwas, zasada, oraz sól są całkowicie zdysocjowane ciepło zobojętniania jest praktycznie równe ciepłu powstawania wody (mierzone ciepło nie zależy od rodzaju kwasu i zasady).

Biorąc pod uwagę ilość zastosowanych substancji wiemy, że w reakcji przez nas przeprowadzonej wydzieliło się 0,5 [mol] H₂O.

Ciepło powstawania wody wynosi: *_n = 57,36[kJ/mol]

A więc w naszym przypadku: *_n = 28,68 [ kJ]

4. Wyznaczanie stałej kalorymetru.

*_n = ΔH = (m_sz c_sz + m_w c_w) ΔT

*_n = K^. ΔT

gdzie:

K - stała kalorymetru (pojemność cieplna)

1. Wyznaczanie przyrostu temperatury ΔT.

TABELA 1

CZAS [min]	OPÓR [kΩ]	TEMPERATURA [°C]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22	12,91 18,89 12,86 12,85 12,82 12,81 12,73 12,50 12,38 12,27 12,20 12,13 12,07 12,03 12,00 11,96 11,93 11,91 11,89 11,87 11,85 11,84	23,08 23,12 23,17 23,19 23,24 23,26 23,40 23,83 24,05 24,25 24,39 24,52 24,63 24,71 24,77 24,84 24,90 24,94 24,98 25,02 25,06 25,07

metoda analityczna,

ΔT = ΔT^' + Σv

gdzie:

ΔT - przyrost temperatury w całym okresie głównym trwania

ΔT^' -rzeczywista różnica temperatur spowodowana tylko przebiegiem badanego procesu w okresie głównym.

Σv = v_p + (z - 1) v_k - suma poprawek na promieniowanie.

v_p - średnia różnica temperatur pomiędzy dwoma kolejnymi punktami pomiarowymi okresu początkowego pomiaru kalorymetrycznego.

v_k -dla okresu końcowego pomiaru kalorymetrycznego.

z - liczba punktów pomiarowych w okresie głównym pomiaru kalorymetrycznego.

Okres początkowy obejmował 6 pomiarów. Okres główny obejmował 10 pomiarów. okres końcowy obejmował 6 pomiarów.

Lp	vpi [K]	vki [K]
1 2 3 4 5	0,04 0,05 0,02 0,05 0,01	0,03 0,04 0,04 0,04 0,01

v_{śr p} = 0,034

v_{śr k} = 0,03

Σv = v_{śr p} + v_{śr k}

Σv = 0,304 = 0,3 [K]

ΔT^' = 1,58 [K]

Otrzymujemy:

ΔT₁ = 1,88 [K]

b ) metoda graficzna.

Odczytana z wykresu (metodą stycznych) wartość ΔT₂ wynosi 1,35 [K]

więc

2. Wyznaczanie wartości średniej i błędu pomiaru.

Nr	Ki [ kJ/K]	Ki­ -Kśr	(Ki - Kśr)^2
1 2	15,25 21,24	-2,995 2,995	8,97 8,97

Σ=17,94

K_śr = 18,245 [kJ/K]

S² = 8,97 (wariancja)

S = 2,994 (odchylenie standardowe)

Przyjęto poziom istotności pomiaru α = 0,3

liczba stopni swobody wynosi r = k - 1 = 1

Znaleziono w tablicach rozkładu t = 1,963

Błąd wynosi: ±5,877 [kJ/K]

Błąd względny: 30%

Obliczona wartość:

K = (18,245 ±5,877) [kJ/K]

---