Работа №  23. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ РАСТВОРЕНИЯ

               ТРУДНОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ

               МЕТОДОМ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

Цель работы − определение теплоты растворения труднораствори­мой соли.

 

Ддя расчета теплоты растворения труднорастворимых соединений может быть использовано уравнение Вант−Гоффа (2.7). Если значения констант равновесия выразить через произведения растворимости (ПР) при двух температурах, получим

 _.                     (2.18)

Для расчета ПР  необходимо знать концентрацию ионов над осадком или растворимость осадка. Для равновесия в растворе соли, распада­ющейся на два иона:

.

Растворимость        

и                                                                ПР = S².

Для определения растворимости можно использовать метод измерения электропроводности, учитывая, что растворимость (концентрация насыщенного раствора) связана с удельной и эквивалентной электро­проводностью соотношением

,

где S−  растворимость данного вещества; æ − удельная электро­проводность его насыщенного раствора; λ − эквивалентная электро­проводность этого раствора.

Обычно для труднорастворимых электролитов насыщенный раствор бывает настолько разбавленным, что λ при данной концентра­ции мало отличается от электропроводности при бесконечном разбавлении λ_∞. Величину λ_∞ можно вычислить из подвижностей отдель­ных ионов электролита:

.

Таким образом, зная величину λ_∞ и определяя из опыта χ, можно рассчитать растворимость по уравнению

.

При этом следует иметь в виду, что электропроводность таких разбавленных растворов невелика и соизмерима с электропроводностью воды. Поэтому величина χ вычисляется из разности

     ,

где − удельная электропроводность исследуемого раствора;  − удельная электропроводность воды, равная 1·10^-6 Ом^-1 см^-1.

 Для пересчета справочных данных по подвижностям ионов, которые приведены для T = 298 К, на величины, соответствующие температуре опыта, используют уравнение

              ,

где α− температурный коэффициент электропроводности, составля­ющий для солей величину 0,02-0,025.

Определивпри двух температурах растворимость Sи  рассчитав  и , по уравнению (2.14) можно найти  теплоту раство­рения .

 

Оборудование

1. Коническая колба для растворения соли.

2. Воронка, бумажные фильтры.

3. Сосуд для измерения электропроводности.

4. Реохордный мост или кондуктометр.

5. Термостат.

Порядок выполнения работы

 

1. Небольшое количество труднорастворимой соли тщательно растереть в ступке и перенести в коническую колбу с притертой пробкой, промыть соль два-три раза дистиллированной водой для удаления легко­растворимых примесей.

2. Отмытую соль залить 100 мл дистиллирован­ной воды и, плотно закрыв пробкой, непрерывно перемешивать в течение 20 мин. Полученной суспензии дать отстояться.

3. После отстаивания осадка часть раствора слить в сосуд для измерения электро­проводности и измерить сопротивление раствора   при комнатной темпера­туре.

4. Оставшийся раствор с осадком поместить в термостат и выдер­жать  в нем не менее 20 мин, при температуре Т₂ = 40°С.

5. Часть го­рячего раствора слить в сосуд для измерения электропроводности и измерить сопротивление раствора .

6. Рассчитать  растворимость соли  Sпри температурах Т₁и Т₂ , полагая, что æ _р-ра = .

7. Определить величины произведения растворимости  и .

8. Рассчитать .