Обработка результатов эксперимента

1. Построить график зависимости Т = f(τ), отражая показания температуры по начальному и конечному периодам.

2. Соединить последнюю точку начального периода с начальной точкой конечного периода.

3. Полученную линию разделить пополам.

4. Через точку середины провести перпендикуляр к оси абсцисс.

5. Продлить температурные зависимости начального и конечного периодов до пересечения с перпендикуляром – получим значение изменения температуры Т.

6. Рассчитать теплоемкость калориметрической установки по уравнению:

С_cal = C_р-р(m_p-p + m_щ) + С_HgV_Hg + C_стm, Дж/К,

где C_р-р – удельная теплоемкость раствора, 4,18 Дж/гК; m_p-p – масса раствора во внутреннем стакане, г; m_щ – масса раствора щелочи в пипетке, г; С_Hg – объемная теплоемкость ртути и стекла, 1,92 Дж/см³К, V_Hg – объем баллона термометра, содержащего ртуть, мл; C_ст – удельная теплоемкость стекла, 0,79 дж/гК; m – общая масса стеклянных частей калориметрической установки, г.

7. Вычислить тепловой эффект процесса нейтрализации по уравнению:

, Дж/моль,

где n_щ – количество вещества щелочи в пипетке, моль.

8. Пользуясь справочными данными рассчитать процесса нейтрализации Н⁺ + ОН^ = Н₂О и сравнить с экспериментальной величиной.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ход эксперимента.

4. Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).

5. Обработка экспериментальных данных.

6. Вывод.

Коллигативные свойства растворов Краткие теоретические сведения

Коллигативные свойства раствора зависят только от концентрации растворенного вещества. К коллигативным свойствам относятся понижение давления насыщенного пара растворителя, повышение температуры кипения раствора, понижение температуры замерзания и осмотическое давление.

Давление насыщенного пара растворителя над раствором всегда меньше, чем давление насыщенного пара растворителя над ним самим:

,

где p₁ – давление насыщенного пара растворителя над раствором, – давление насыщенного пара растворителя над ним самим, x – мольная доля растворенного вещества.

Раствор всегда кипит при температуре, большей, чем чистый растворитель:

,

где Т_кип – температура кипения раствора; – температура кипения чистого растворителя; R – универсальная газовая постоянная; – молярная теплота испарения растворителя; x_р.в. – мольная доля растворенного вещества; C_m – моляльная концентрация растворного вещества; K_эб – эбуллиоскопическая постоянная растворителя (или константа кипения), которая может быть вычислена по формуле:

,

где М_р-ля – молярная масса растворителя, кг/моль.

Раствор замерзает при температуре меньшей, чем чистый растворитель:

,

где Т_кр – температура кристаллизации раствора; – температура кристаллизации (плавления) чистого растворителя; R – универсальная газовая постоянная; – молярная теплота плавления растворителя; x_р.в. – мольная доля растворенного вещества; C_m – моляльная концентрация растворного вещества; K_кр – криоскопическая постоянная растворителя (или константа замерзания), которую можно вычислить по уравнению:

.

Например, для воды криоскопическая постоянная равна 1,86 K·кг/моль, для бензола – 5,07, диоксана – 4,71 и т.д.

Осмотическое давление:

,

где R – универсальная газовая постоянная; Т – температура; x_р.в. – мольная доля растворенного вещества; С_М – молярная концентрация раствора; − молярный объем растворителя (объем 1 моль вещества), м³.

Коллигативные свойства определяются свойствами чистого растворителя и не зависят от свойств растворенного вещества.

Для того, чтобы сделать существующие уравнения пригодными для расчетов растворов электролитов, Вант-Гофф ввел в них множитель i, названный изотоническим коэффициентом. Изотонический коэффициент является показателем увеличения (уменьшения) числа частиц вследствие диссоциации (ассоциации). Значение i >1 свидетельствует о наличии процесса диссоциации, а i < 1 – о процессе ассоциации. С учетом изотонического коэффициента для растворов электролитов получим:

,

,

,

.

Численное значение изотонического коэффициента позволяет для случая диссоциации вычислить степень диссоциации :

,

для случая ассоциации вычислить степень ассоциации :

,

где – число частиц, получающихся из одной частицы при диссоциации; – число частиц, объединяющихся в одну при ассоциации.

Коллигативные свойства растворов используются для определения молярной массы растворенных веществ, а также для определения изменения состояния вещества в растворе по сравнению с чистым веществом.