Sprawozdanie z ćwiczenia nr 29.

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie ciepła rozpuszczającego się kwasu

bursztynowego w wodzie.

1. WSTĘP.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepła rozpuszczania kwasu

bursztynowego - substancji trudno rozpuszczalnej metodą pomiaru zależności rozpuszczalności od temperatury.

W procesie rozpuszczania składniki układu przechodzą od stanu początkowego, który tworzą zazwyczaj fazy czyste, w stan końcowy będący ich roztworem. Przemianą tym towarzyszą na ogół efekty cieplne, które tłumaczy się zerwaniem wiązań cząsteczkowych lub nawet wewnątrzcząsteczkowych utrzymujących cząsteczki w fazach wyjściowych i powstaniem nowych wiązań między cząsteczkami znajdującymi się w roztworze. Podczas rozpuszczania często występują również różnorodne zjawiska chemiczne, takie jak dysocjacja, asocjacja i solwatacja. Oba te procesy cząstkowe - zerwanie starych wiązań i utworzenie nowych wyznaczają energetykę procesu. Zwykle zburzenie sieci krystalicznej substancji stałej wymaga dostarczenia do układu energii, a w czasie drugiego etapu energia jest wydzielana. Sumaryczny efekt energetyczny procesu rozpuszczania zależy od wielkości efektów wspomnianych etapów.

Podstawową wielkością charakteryzującą energetykę procesu rozpuszczania jest ciepło rozpuszczania, które w warunkach ustalonego ciśnienia i temperatury równa się entalpii rozpuszczania. Entalpii rozpuszczania nie można w zasadzie obliczyć, zwykle nie są znane wartości cząstkowych entalpii molowych, bądź entalpii mieszania składników roztworu. Rozróżnia się pierwsze i ostatnie ciepło rozpuszczania.

Pierwsze ciepło rozpuszczania jest to ilość ciepła wymieniona między układem a otoczeniem podczas rozpuszczania 1 mola substancji j w roztworze tak rozcieńczonym, że dalsze jego rozcieńczenie nie pociąga za sobą żadnego już efektu cieplnego. Pierwsze ciepło rozpuszczania jest wielkością charakterystyczną dla roztworu i ponieważ zależy od stężenia roztworu, jest zestawione w tablicach.

Ostatnie ciepło rozpuszczania jest to graniczna wartość cząsteczkowego molowego ciepła rozpuszczania 1 mola substancji rozpuszczonej j w roztworze nasyconym. Ciepło rozpuszczania jest funkcją temperatury. Jeżeli mamy trudno rozpuszczalną substancję i jej rozpuszczalność w temperaturze T wynosi r [moli/1000g rozpuszczalnika] to zmiana entalpii swobodnej procesu rozpuszczania. Ciepło rozpuszczania trudno rozpuszczalnej substancji jest cząstkowym molowym ciepłem rozpuszczania. Dla substancji trudno rozpuszczalnych ciepła rozpuszczania molowe i cząsteczkowe molowe różnią się nieznacznie.

OPRACOWANIE WYNIKÓW

1. OBLICZANIE ROZPUSZCZALNOŚCI KWASU BURSZTYNOWEGO W WODZIE DLA POSZCZEGÓLNYCH TEMPERATUR Z ZALEŻNOŚCI:

gdzie:

V_śr - średnia objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania [cm³]

V_p - objętość próbki wzietej do miareczkowania [cm³], V_p = 2 cm³

N_NaOH - miano roztworu NaOH użytego do miareczkowania [mol/dm³],

N_NaOH = 0,5 mola/dm³

Temperatura		Objętość NaoH [cm^3]			Rozpuszczalność r [mol/dm^3]	Ln r
[^0C]	[K]	V1	V2	Vśr
50	323	13,80	14,0	13,90	1,738	0,553
45	318	11,30	11,50	11,40	1,425	0,354
40	313	9,40	9,50	9,45	1,181	0,166
35	308	7,85	7,95	7,90	0.988	-0,012
30	303	6,40	6,50	6,45	0,806	-0,216
25	298	5,50	5.40	5,45	0,681	-0,384
20	293	5,00	5,00	5,00	0,625	-0,470

2. 
   KORZYSTAJĄC Z RÓWNANIA:

Wyznaczono zmianę entalpii w procesie rozpuszczania kwasu bursztynowego, po wyznaczeniu współczynnika kierunkowego prostej metodą najmniejszych kwadratów:

Współczynnik b wyznacza się z zależności:

Lp	xi [10^-3]	yi	xiyi [10^-3]	xi^2 [10^-6]
1	3,096	0,553	1,712	9,585
2	3,145	0,354	1,113	9,891
3	3,195	0,166	0,530	10,208
4	3,247	-0,012	-0,039	10,543
5	3,300	-0,216	-0,713	10,890
6	3,356	-0,384	-1.289	11,263
7	3,413	-0,470	-1,604	11,649
Suma:	22,752	-0,009	-0,290	74,029

3. WYKRES ZALEŻNOŚCI ln r = f(1/T):

---