Термохимиялық өлшеулер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қ. ЖҰБАНОВ АТЫНДАҒЫ АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК УНИВЕРСИТЕТІ

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Термохимия

Орындаған: Сарсенова Дана АЗТ-203

Жоспар:

I. Кіріспе

1. 1. Термохимия жайлы жалпы түсінік

II. Негізгі бөлім

2. 1. Термохимиялық теңдеулер

2. 3. Термохимиялық өлшеулер

2. 4. Термохимияның негізгі мақсаты

III. Қорытынды

IV. Пайдаланылған әдебиеттер

I Кіріспе

Термохимия - химиялық динамиканың бөлімі, ол химмиялық реакциялардың жылу эффектісін және реакцияның жүру барысындағы элементтердің физико-химиялық параметрлеріне тәуелділігін қарастырады. Сонымен қатар термохимия мақсатына жылудың фазалық өтулер, ерулер, қосылу, тағы басқа процестер, жылу сыйымдылықты меңгеру және заттардың энтальпиясы мен энтропиясы кіреді. Термохимияның негізгі тәсілі - калориметрия болып табылады. Кей жағдайларда калориметриялық емес те тәсілдер (тепе-теңдік константасын өлшеу нәтижелерінен жылу эффектілерін санау) қолданылады, алайда бұл жағдайларда нәтижелер онша дәл болмайды. Термохимия термодинамиканың және химиялық байланыстар түріндегі энергия концепция тұжырымдамаларын біріктіреді. Бұл тақырып әдетте жылу сыйымдылық, жану температурасы, температурасы, энтальпия, энтропия, еркін энергия және калория сияқты мөлшерлерді есептеуді қамтиды.

II. Негізгі бөлім

Термохимиялық теңдеулер . Химиялық реакциялар жүру барысында реакцияға түскен зат молекулаларындағы байланыстар үзіліп, реакция өнімдерінің молекулаларында жаңа байланыстар түзілу керек. Бұл үрдістер энергия өзгерістері арқылы жүзеге асады. Энергия сақталу заңы бойынша кейбір реакциялар жылу бөле (экзотермиялық), ал кейбіреулері жылу сіңіре (эндотермиялық) жүреді, олар реакция теңдеулерінде көрсетілсе, мұндай теңдеулер термохимиялық теңдеулер деп аталады. Термохимиялық реакция теңдеулӗрінде заттардың агрегаттық күйі жақша ішінде көрсетіледі және коэффициенттер бөлшек сандарда болуы мүмкін. Күрделі заттың 1 молінің жай заттардан түзілуі кезінде бөлінетін не сіңірілетін жылуды заттардың түзілу жылуы деп атайды. Жану реакциясы кезінде 1 моль зат жанғанда бөлінетін жылу жану жылуы деп аталады.

Термохимиялық өлшеулер

Ерітінділердің қасиеттері әр түрлі болғандықтан, олар термодинамикалық қасиеттеріне қарай жіктеледі. Бұл көзқарастан идеал және идеал емес ерітінділерді бөледі. Көпшілік физико-химиялық өлшеулер үшін процеске түсетін заттың жылусыйымдылығын, сонымен қатар еру процесінің жылу эффектілерін, фазалық ауысуын және химиялық реакцияларды білу қажет. Бөлме температурасына (20-500С) жуық температура кезінде калориметриялық әдіс кеңінен пайдаланылады.

Калориметриялық әдіс кезінде жылу эффектінің Q белгісі мен мөлшерін калориметр температурасын t өлшеу арқылы анықтайды:

Q=(∑mici) t=ct

мұнда, mi - зерттелетін заттың массасы, калориметр және қасымша тетіктер (араластырғаш, ампула, термометр) ; ci - зеттелетін заттың меншікті жылу сыйымдылығы; c - калориметриялық жүйенің суммалық жылу сыйымдылығы.

1-теңдеу былай жазылуы мүмкін

Q=(K+m1c1) t

мұнда, К - калориметр тұрақтысы, яғни жылуалмасуға қатысатын көмекші тетіктер мен калориметр бөлшектерінің жылу сыйымдылығы, Дж/К; с1 - калориметр құрамының жылу сыйымдылығы; t - калориметр мен қоршаған орта арасындағы жылу алмасу жоқ кездегі процесс температурасының өзгеруі.

Изотермиялық қабаты (диатермиялық) бар калориметр ортамен жылу алмасуын аңғартып, температура өзгеруін t есептеуге мүмкіндік береді.

Жылу сыйымдылық С жүйесін dQ/dT шығарушысы деп атайды. Газ бен сұйықтық жылу сыйымдылықтары температураға тәуелді, ал қатты заттардікі орта және жоғары температураларға тәуелді емес.

Біртекті дененің орташа жылу сыйымдылығын келтірілген жылудың температура көтерілуіне қатынасын айтады:

=Q / (T2-T1) =Q-T

Орташа жылу сыйымдылық температуралар интервалына (Т2-Т1) тәуелді. Нағыз және орташа жылу сыйымдылық арасындағы тәуелділік мына теңдікпен беріледі:

=CdT / (T2-T1)

T ≤ 50 болған жағдайда жетілдірілген калориметр (дәлдік есептеуі 0, 005%) көмегімен нағыз және орташа жылу сыйымдылығын айыра алмаймыз. Сондықтан, калориметриялық температураның өзгеруін 2-30 болған жағдайда, оны нағыз деп санайды және (Т2-Т1) /2 температураға жатқызады. Біртекті дененің жылу сыйымдылығы оның массасына тәуелді

С=cm немесе =m

мұнда, - заттың меншікті жылу сыйымдылығы, m - зат массасы. Егер масса молярлы немесе атом массасына тең болса, онда жылу сыйымдылық молярлы немесе атомдықпен сәйкестендіріледі. Егер тәжірибе кезінде калориметриялық жүйеде қысым тұрақты болса, онда тұрақты қысым кезінде процестің жылу эффектісі Qp, ал жылу сыйымдылық Cp болады. Термохимиялық өзгеру кезінде жылу бөлумен жүретін процестерге оң таңба қойылады. Жүйелік жылу кезінде энтальпиясы жоғалады. Осыдан Qp=-H шығады. Егер есептеулерде жылу эффект Q немесе q болып белгіленсе, бұл жағдайда термохимиялық таңба жүйесін қолдану керек.

Калориметриялық қондырғы

(диатермиялық калориметрия)

Калориметриялық қондырғылар ауа термостатынан және оған салынған калориметрден тұрады. Термостат шыны әйнекпен қоршалған қорап тәріздес және оның ішіне жылытқыш, вентилятор, термохимиялық және контакттық термометрлер орнатылған. Жылытқыш орнында аз жылу инерциясы бар электр шамы қолданылады. Қораптағы температура ±0, 0020 дейін ұсталып тұрады.

Қораптағы ауа калориметрдің изотермиялық қабаты ретінде жүреді.

Калориметр калориметриялық ыдыстан (полиэтилендік стакан) тұрады. Қақпақтағы тесік арқылы араластырғыш, Бекман термометрі, электр қыздырғыш және зерттелетін зат бар ампула орналасады. Қораптағы жоғары-төмен қозғалатын жылжымалы үстел үстіне калориметр орналасады. Электр жылытқыш тоқ көзіне стабилизатор және трансформатор арқылы жалғасады. Винтелятор және араластырғыштың айналу жылдамдығын автотрансформатор арқылы реттеледі. Электр жылытқыш қуаты реостатпен реттеледі. Уақыт санау 30 с. сайын дыбыс шығарып отыратын дыбыстың сигнализатор көмегімен іске асады. Калориметрлік тәжірибеде процестің жылу тепе-теңдігі мына теңдік арқылы беріледі

Q=(∑ mici) t’+q

мұнда, q - калориметриялық тәжірибе кезіндегі калориметрдің қоршаған ортамен жылу алмасуы.

Егер зерттеліп жатқан процесс және калориметрдегі температураны түзеу бір сәтте жүріп отырса, онда жылу алмасу 0-ге тең болады (q=0) . Іс жүзінде процесс жүруі және температураның түзелуіне уақыт керек, бұл уақытта калориметр кейбір белгілі мөлшерде жылуды q ортадан алады немесе береді. q мөлшерін есепке алмайды, бірақ калориметрдегі тәжірибені алған нәтижелерді қолданып, температураның өзгеруін t есептейтіндей қылып жасайды. Калориметриялық тәжірибе жылу тепе-теңдігіне жақын кезде, температураның білінбес айырымында бастау керек (0, 04 град/мин аспаса) . Бұл шартты қораптағы ауа температурасы 1-20 кіші болғандағы араластырғыш жұмыс істеп тұрғанда және калориметрлік температура орналастырғанда орындауға болады. Мұндай температура айырмашылығында жылу келу жылдамдығы ауадан берілетін жылуға тең болып, калориметрдегі жүйелік тепе-теңдігін сақтайды. Егер зерттеліп жатқан процесте жылу бөліне байқалса, онда бастапқы кезде калориметр температурасы көбеюі керек. Егер процесте жылу жұтылса, онда калориметр температурасы төмендеуі тиіс. Тұрақты температураның өзгеру жылдамдығын Бекман термометрі 30 с. сайын 10-12 санау жасайды. Калориметриялық тәжірибенің бастапқы периодында процестің жылу эффектісін анықтайды. Бекман термометрімен температураны үздіксіз сол уақыт аралығында өлшеп отырады. Жылуды жұту немесе шығару кезінде процесте температура күрт өзгереді. Бұл - калориметриялық тәжірибенің басты кезеңі. Басты кезең аяқталғаннан кейін температура тепе-теңдік жағдайға келеді және ол калориметриялық тәжірибенің соңғы кезегі, бұл кезде Бекман термометрімен 12-15 санау жасалады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.