Лаб. раб. 1

ТЕРМОХИМИЯ. ОПРЕД-Е ТЕПЛ-ГО ЭФФЕКТА Р-ЦИИ ДЕГИДРАТ-И И ГИДРАТООБРАЗОВ-Я

Цель: 1.Опр. тепловой эфф. р-ции дегидратации сульфата ме­ди (медн. купор.) и темпер. дегидр-и; рассч. энтропию и энергию Гиббса для этой р-ции. 2. Опр. тепловой эфф. р-ции растворения получ-й безводной соли (сульфата меди) калориметрич. методом.

Раздел хим-ой термодинамики, посвящ-й изуч-ю тепловых эфф-в хи­м. р-ции, теплоемкостей в-в и др., связанных с ними величин, наз-ся термохимией.

В осн. изучения термохим-х проц-в лежит 1-й закон термодинамики, закон сохранен. и превращен. энергии.

Согласно 1-му закону термодинам. теплота G, поглощаемая системой при пе­реходе из начального состояния в конечн., идет на увеличение ее внутр. эн-гии U и на совершение работы против внешн. сил: A = p(V₂-V₁); G= U + pΔV

Суммарный тепл-й эфф. хим. р-ции не зависит от промежуточных состояний и пути перехода, а зав. от начального и конечного сост-я сист-ы при определ. условии протекания процесса. Так определяется закон Гесса.

Следствия из закона Гесса:

1.Тепловой эфф. хим. р-ции равен сумме теплот образования прод-в хим. р-ции без суммы теплот образования исх-х в-в с учетом стехиометрич-х коэфф-в; 2.Тепловой эфф. хим. р-ции равен сумме теплот сгорания исх-х в-в без суммы теплот сгорания прод-в р-ции с учетом стехиометри­ческих коэфф-в; 3.Тепловой эфф. разложения равен по абсолютной величине и противополо­жен по знаку тепловому эфф. его образования; 4.Если осущ-ся 2 хим. р-ции, кот. приводят из разных на­чальных состояний в одинак. конечные, то разность тепл-х эфф-в этих р-ций предст. собой тепл-й эффе. перехода из одного конеч­ного сост-я в др.; 5.Если осуще-ся 2 хими. р-ции, кот. приводят из одинако­вых начальных состояний в различн. конечные, то разность тепл-х эфф. хим. р-ций будет предст-ть тепл-й эфф. перехода из од­ного конечного сост-я в др.

Выполнение работы.

На аналитич. весах взвешиваем пустой фарфор-й тигель. Растираем и взве­шиваем в нем 10 г медного купороса, ставим его на электроплитку и нагр. до пост-й массы, образования безводн. соли сульфата меди. Пост-ю массу опр-м путем неск-х взвешиваний тигля с солью, до тех пор, пока масса порошка будет пост-й. Все взвешивания про­водят при полном охлаждении тигля! Теоретич. расчет дегидрат. медного купороса проводим по ур-ю: CuSO₄·2H₂O = CuSO₄ + 2Н₂О + G. Эксперим-но определяемую величину потери воды сравниваем с теоретич­-й, опред. процент ош. В калориметр залив. 50 мл воды, опред. темпе­рат. с точн-ю до 0,01°С. Обезвоженную соль сульфата меди, получ-ю в 1-м опыте, засыпаем в калориметр, быстро перемеш-м (потеря тепла!) и закрываем его крышкой. Отмечаем температ. р-ра после растворения соли, опр. тепл-й эфф. хим. р-ции гидратации соли. Рассчитать:

ΔН - тепловой эффект химической реакции дегидратации медного купороса;

ΔS - изменение энтропии химической реакции дегидратации медного купороса;

ΔG – эн-ю Гиббса и сделать вывод о воз­можности самопроизв-го протекания процесса;

- подтвердить уравнениями хим. р-ций следствия из закона Гесса.

Лаб. раб. 2

КИНЕТИКА ОПРЕД-Я СКОРОСТИ ТВЕРД. МИН-Х ВЯЖ-Х И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛ-Х ДОБ-К НА КИНЕТИКУ ГИДРАТАЦИИ

Цель: 1.Опр-ть скорость хим. р-ции гидратации (твердения) разл-х вяж-х в завис. от конц-ции, темпер., вида доб-к. 2.Выразить графич. кинетич-ю завис-ть скорости тверд. разл-х систем.

Кинетика - наука о скор. хим. р-ций и ее завис-ти от разл-х факто­ров; природы и конц-ции реагир-х в-в, давления, темпер. и катализатора. Скорость химической реакции - изменение конц-ции реаг-х в-в во врем. Истинная скор. р-ции (V) в данный мом. врем. опр-ся про­изводной конц-ции ко времени: V= dC/dt. V=0. Если скор. хим. р-ции опред-ся по конц-ции реаг-х в-в, то она убывает. Если скор. хим. р-ции опр-ся по конц-­ции продуктов р-ции, то она больше нуля. Для хим. р-ции nA + mВ = С. Скор. прямой р-ции выражается ур-м: V=dC/dt, V = kC, где К - константа скор. хим. р-ции; С - изменение конц-ции реаг-х в-в. С увелич-м темпер. скор. хим. р-ции возрастает. Согласно теории Аррениуса при увелич. темпер. на каждые 10°С скор. хим. р-ции возрастает в 2-4 раза. Температурный коэфф- опр-ся выраж-м Вант - Гоффа:

Выполнение работы.

Отвешиваем на весах навеску вяж-­го или смеси. Отмеряем опред-ое кол-во воды для затворения и выливаем в чашу с сухим исследуемым в-вом. Перемеш-м. Начало отсчета врем. нач-ся с мом. окончания перемеш-я. Через каждые 30 сек (1 - 2 мин.) опр-ся глубина погр-я иглы в тесто (прибора Вика). Скор. р-ции взаимод-я вяж-го с водой будет опр-ся отношением глубины погруж. иглы в тесто ко вре­м. от начала затворения. Окончание р-ции опр-ся 3-мя пост-ми зна­ч-ми глуб. погруж. Графич-е выражение скор. хим. р-ции взаимод-я мин. вяж. с водой опр-ся зависимостью скор. от врем.: V=f(t).

Вяжущие – строит. гипс, п/ц, гипсоцементные смеси. Добавки – р-ры СКС, жидкого стекла, р-р коллоидального гидроксида алюминия.

Лаб. раб. 3

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПРОЦЕССЫ И АДСОРБЦИЯ. ПОСТРОЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ АДСОРБЦИИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ СТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Цель: 1.Изучить завис-ть адсорбции от конц-ции р-ра, мето­дику провед-я адсорбц-х проц-в на тв. адсорбенте. 2.Построить изотерму адсорбции уксусной к-ты активир-м углем.

Явл-е поглощения одним в-вом др-х в-в наз. сорбцией. Сорбция, кот. происх. на пов-ти тв. тела, наз. адсорбци­ей. На процесс адсорбции оказ-т влияние разл. факторы: состояние пов-ти поглотителя, природа адсорбируемого в-ва, темпер., давл., конц-ция р-ра. Завис-ть адсорбции от давл. или от содержания абсорбируемого в-ва в р-ре при зад-й темпер. выражается ур-м: Г = Г*·С/(К+С), где Г и Г* - конц-ция адсорбируемого в-ва на 1 м² пов-ти адсорбента; Г – конц-ция в мом. равновесия; Г*- максимально возможная конц-ция или максимальная адсорбция; С - молярная конц-ция р-ра адсорбируемого в-ва в мом. адсорбци­онного равновесия. Завис-ть адсорбции от конц-ции выражается ур-м Фрейндлиха: Х/м = аС^б, где X - общее колич-во адсорбируемого в-ва массой поглотителя (м) и, находящегося в равновесии с р-ром конц-ции С; а и б - константы.