Soola integraalse lahustumise määramine (töö 1f) (0)

TTÜ Materjaliteaduse instituut füüsikalise keemia õppetool
Töö nr: 1f Töö pealkiri: Soola integraalse lahustumissoojuse määramine Üliõpilase nimi ja eesnimi : Õpperühm: Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 13.02.2012
SKEEM
Lahustumissoojuse määramiseks kasutatav adiabaatiline kalorimeeter Tööülesanne: Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri soojusmahtuvus kas arvutatakse või täpsema töö korral määratakse kindla koguse puhta KCl lahustumissoojuse alusel.
Töökäik: Katse algul tehakse kvalitatiivselt kindlaks, kas uuritav sool lahustumisel neelab või eraldab soojust. Vastavalt sellele toimub Beckmanni termomeetri kaliibrimine ja kalorimeetrisse valatud vee temperatuuri valik.
Antud katses uuritav sool neelab soojust. Seejärel seatakse töökorda Beckmanni termomeeter, toatemperatuur oli 24 C0, seega termomeetri kaliibrimiseks kasutatava vee temperatuur peab olema 27 C0.
Seejärel kaalutakse tehnilistel kaaludel keeduklaas, klaaspulk , segur ja ampull tühjalt ning koos ainega. Ainet võetakse ca 6 g. Keeduklaasi valatakse toatemperatuuril destilleeritud vett, mille hulk on mõõdetud mensuuriga (400 ml).
Kalorimeeter suletakse kaanega . Läbi kaane pannakse ampull, Beckmanni termomeeter (keskmine ava) ja segur. Ampulli asetatakse klaaspulk, mida kasutatakse ampulli purustamiseks.
Vett kalorimeetris ühtlaselt segades jälgitakse temperatuuri muutumist iga minuti järel. Kui temperatuuri muutumine on ühtlane, alustatakse algperioodiga (10min). Üheteistkümnendal minutil purustatakse ampull. Kaheteistkümnendal ja järgnevatel minutitel jälgitakse jälle temperatuuri muutumist. Periood lõpeb, kui temperatuur on saavutanud miinimumi või maksimumi. Lõpp-perioodil võetakse samuti 10 lugemit. Katse lõpul tehakse kindlaks lahusesse ulatuva termomeetri ruumala.
Valemid: Lahustuvussoojuse arvutamiseks leitakse kalorimeetri soojusmahtuvus, s.o. soojushulk , mida on vaja kalorimeetri temperatuuri tõstmiseks 1 0C võrra:
C = clgl + c2g2 + c3v + c4g4,
kus C - kalorimeetri soojusmahtuvus, c1 - klaasi erisoojusmahtuvus 0,80 J · g -1 · K-l, g1 - klaasesemete (ampulli, seguri ja pulga) mass g, c2 - vee erisoojusmahtuvus 4,18 J ·g -1 · K-l , g2 - vee mass g, c3 -elavhõbeda ja klaasi soojusmahtuvus 1,88 J · ml -1 · K-l ,
2 v - vedelikku ulatuva termomeetriosa ruumala ml, c4 -polüetüleeni erisoojusmahtuvus 2,22 J · g -1 · K-l, g4 -polüetüleenist keeduklaasi mass g.
Q=t·C J
kus Q ­ soojushulk C ­ kalomeetri soojusmahtuvus t ­ temperatuurivahe
J/g
kus q ­ erilahustuvussoojus Q ­ soojushulk a ­ aine hulk
Katsetulemused : Keeduklaas: 49,38g Klaaspulk: 36,36g Segur: 48,88g Ampull: 29,09g Aine (D): 6g Ampull+aine: 35,09g
Temperatuuri mõõtmise andmed Aeg katse Beckmanni termomeetri näit algusest kraadides Periood t, min 1 1,21 Algperiood 2 1,21 Algperiood 3 1,22 Algperiood 4 1,24 Algperiood 5 1,26 Algperiood 6 1,28 Algperiood 7 1,28 Algperiood 8 1,28 Algperiood 9 1,30 Algperiood
3 10 1,31 Algperiood 12 0,75 Peaperiood 13 0,75 Peaperiood 14 0,75 Peaperiood 15 0,76 Lõpp-periood 16 0,77 Lõpp-periood 17 0,78 Lõpp-periood 18 0,79 Lõpp-periood 19 0,80 Lõpp-periood 20 0,81 Lõpp-periood 21 0,83 Lõpp-periood 22 0,83 Lõpp-periood 23 0,84 Lõpp-periood 24 0,85 Lõpp-periood 25 0,86 Lõpp-periood 26 0,87 Lõpp-periood 27 0,89 Lõpp-periood 28 0,90 Lõpp-periood
Arvutused: g1= 29,09+48,88+36,36= 114,33g g2= 400g g4= 49,38g termomeetri ruumala = ruumala ilma termomeetrita ­ ruumala termomeetriga v= 39-34= 5ml
C= 0,80*114,33+4,18*400+1,88*5+2,22*49,38= 1882,4876 1882,49 J/K
Jooniselt leidsin lõigu EF ehk t
t= 1,32-0,72= 0,6
Q= 0,6*1882,49= 1129,4940 1129,49 J
q= = 188,24833 188,25 J/g
4 Graafik :
1,5 Temperatuur
1,4
1,3
1,2
1,1
1 k=1,03 0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Aeg min
Järeldus: Antud soola lahustuvussoojus oli 188,25 J/g ehk siis 1 grammi soola lahustumiseks kulub 188,25 J.
Kasutatud kirjandus: Praktikumi juhend.
5