Mavzu: Gess qonuni Reja: kirish

III – TAJRIBAVIY QISM
3.1 – Ishning maqsadi va vazifalari. Kerakli asbob-uskunalar, jixozlar va reaktivlar.
Ishning maqsadi:
1. Sirka kislotaning o’yuvchi kaliy bilan neytrallanish issiqlik effektini va dissotsiyalanish issiqligini aniqlash.
2. Ishqorni titrlash uchun sarflangan xlorid kislotaning normalligini aniqlash.

Kerakli asbob-uskunalar, jixozlar va reaktivlar:

Kalorimetr, ishqor uchun ampula, KOH ning 10% li eritmasi, HCl ning 10% li eritmasi, NaOH, muz sirka kislota - CH3COOH.

Hisoblash formulalari:

m = m2 – m1
Q = KΔt
- aralashish issiqlik effekti;
- suyultirish issiqlik effekti;
- kislota eritmasi og‘irligi.
a - kislotaning protsent kontsentratsiyasi.
V va с kislotaning hajmi va molyar kontsentratsiyasi.


3.2 – Kalorimetrik usulda kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanish issiqliklarini o`rganish.

Kalorimetrik sistemaning issiqlik sig’imini aniqlash

Kalorimetrik sistemaning issiqlik sig’imini kalorimetrik suyuqlik va u bilan tutashgan kalorimetrning barcha qismlari (stakan, aralashtirgich, termometr, modda) yig’indisi sifatida (1) tenglamadan hisoblanadi. Termometrning issiqlik sig’imi uning kalorimetrik suyuqlikka tushirilgan qismi egallagan hajmni shisha va simobning o’rtacha hajmiy issiqlik sig’imiga ko’paytirish orqali hisoblanadi: 1,925 J/sм3К. Termometrning suyuqlikka botirilgan hajmini o’lchov silindrida aniqlab olinadi. Qo’llanilayotgan materiallarning solishtirma issiqlik sig’imlarini darslikdan qarang.

Kalorimetrik o’lchashlar uchun Bekman termometrini sozlash

Kalorimetrik o’lchashlar uchun Bekman termometrini sozlashda quyidagilarni hisobga olish zarur:
-kalorimetrik o’lchashlarda termometrning nol nuqtasi xona temperaturasida (ya’ni tajriba o’tkazilayotgan temperaturada) o’rnatilishi bilan krioskopik o’lchashlardan farqlanadi. Shuning uchun muvozanat o’rnatilayotganda kapillyardagi simobning sathi xuddi shu temperaturada shkalaning o’rta qismida to’xtatilishi kerak;
-ekzotermik jarayonlar kutilayotgan bo’lsa simobning sathini shkalaning pastki qismida, endotermik jarayonlarda esa - shkalaning yuqori qismida o’rnatish maqsadga muvofiq.
Kalorimetrik o’lchashlar uchun termometrning nol nuqtasini o’rnatayotganda, uni xona temperaturasida kalorimetrik suyuqlikka (odatda, distillangan suv) tushiriladi. Agar termostatlangandan so’ng, kapillyardagi simobning sathi shkaladan pastda bo’lsa, simob yuqori rezervuardan pastki rezervuarga o’tkazilishi kerak. Buning uchun termometr to’nkariladi va uni ikki qo’l bilan ushlagan holda engil silkitish orqali pastdagi rezervuar simobining kapillyar bo’ylab harakatlanishiga erishiladi. Simob kapillyarni to’ldirib yuqori rezervuardagi simob bilan qo’shilganda, kapillyardagi simob bilan qo’shimcha rezervuardagi simobning uzilishiga yo’l qo’ymasdan, termometr ehtiyotlik bilan aylantirilib, qo’shimcha rezervuar pastki asosiy rezervuardan bir oz yuqori bo’lgan holatga keltiriladi. Bunda simob yuqori rezervuardan pastki asosiy rezervuarga oqib o’ta boshlaydi. Jarayonni tezlashtirish uchun pastki rezervuarni vodoprovod suvida sovutish mumkin, so’ngra qo’shimcha rezervuarda simob kamayganda termometrni ehtiyotlik bilan vertikal holatga keltiriladi va xona temperaturasidagi distillangan suvga tushiriladi. Bunda termometr stakan devorlariga va idish tubiga tegmasligi kerak, buning uchun termometrni vertikal holatda shtativga o’rnatiladi. 5-10 minut termostatlagandan so’ng termometr distillangan suvdan chiqariladi va o’ng qo’l bilan termometrning o’rta qismini chap qo’lning bosh barmog’iga qisqa, kuchsiz urish orqali simob ustuni kapillyar bilan qo’shimcha rezervuar ulangan joydan uzilishiga erishiladi. So’ngra termometr yana distillangan suvga tushiriladi va kapillyardagi simobning muvozanat holati kuzatiladi. Agar kapillyardagi simob shkaladan yuqorida bo’lib qolsa, termometr distillangan suvdan chiqariladi, pastki rezervuar qo’l bilan bir oz isitiladi va kapillyar bilan qo’shimcha rezervuar ulangan joyda to’planib qolgan simobni qisqa, engil silkitish orqali yuqori rezervuarga tushirib yuboriladi. Termometrni distillangan suvga qaytadan tushirib, simobning kapillyardagi muvozanat holati tekshiriladi. Kapillyardagi simob Bekman termometri shkalasining o’rta qismida o’rnatilguncha ushbu amallar qaytariladi. Simobning muvozanat holati o’rnatilgandan so’ng oddiy termometr yordamida Bekman termometri shkalasidagi graduslarga mos keladigan Selsiy graduslaridagi temperatura tekshiriladi.
Sozlangan termometrga ehtiyot muomala qilinadi, uni vertikal holda shtativga mahkamlab distillangan suv solingan stakanda saqlanadi.
Bekman termometrini sozlagandan va kalorimetrik qurilmani yig’gandan keyin termometrning nolinchi nuqtasi bilan yakunlovchi davrdan keyin o’rnatilgan muvozanatga mos keluvchi nuqta orasidagi farqni aniqlashga o’tiladi:
Т=Т yakuniy -Т dastlabki
Issiqlik almashinishi bilan bog’liq jarayonlarga tuzatmalarni (issiqlik almashinishida yo’qotilgan va aralashtirish tufayli isiganda olingan) Lange-Mishchenko usulida dastlabki, asosiy va yakuniy davrlar uchun Т=f ()bog’liqlikni o’rganish orqali grafik yordamida aniqlanadi.
Ishning borishi. Kuchsiz kislotani kuchli asos bilan neytrallanish issiqligini aniqlash uchun kalorimetr yig’iladi. Kalorimetrga aralashtirgich, Bekman termometri va ishqor uchun ampula o’rnatiladi.
Neytrallanish reaksiyasi issiqlik chiqishi bilan boradi. Buni aniqlash uchun Bekman termometrini tajriba boshlanishidan oldin kapillyardagi simob meniskini shkalaning pastki qismiga sozlanadi. So’ngra kalorimetr doimiyligi aniqlanadi va kalorimetrga bo’sh ampula qo’yiladi. Shundan keyin neytrallanish issiqligini aniqlashga kirishiladi. 500 ml sig’imli kolbaga 0,1 g aniqlikda tortib olingan 6 g (m1) muz sirka kislota solinadi va distillangan suv bilan belgigacha suyultiriladi. Eritmaning harorati xona harorati bilan tenglashgandan so’ng eritmaning kolba bilan birgalikdagi massasi (m2) aniqlanadi. Massalar ayirmasidan m = m2 – m1 eritma massasi topiladi va kolbadagi eritma kalorimetrga quyiladi. Texnik tarozida 4 g NaOH tortib olinadi va 50 ml hajmli kolbaga solib, oz - ozdan kam miqdordagi suv bilan eritiladi. Eritma hajmi 50 ml ga yetkaziladi va xona haroratigacha sovutiladi. Shundan so’ng oldindan massasi o’lchangan tayoqchali ampulaga solinadi va eritma bilan birgalikda massasi o’lchanadi, massalar ayirmasidan ishqor eritmasining massasi topiladi. Ampula kalorimetrga o’rnatilgandan keyin ehtiyotlik bilan ampula tubi tayoqcha yordamida sindiriladi (tayoqcha ampulada qoldiriladi). Eritmani aralashtirib turgan holda Δt aniqlanadi.
Neytrallanish issiqligi quyidagi tenglama yordamida hisoblab topiladi:

Q = KΔt ,

bunda Q – neytrallanishda ajralgan issiqlikning umumiy miqdori, K –kalorimetr doimiysi, Δt – tajribada kuzatilgan temperatura ko’tarilishi.
Kuchli kislotalarni kuchli asoslar bilan neytrallaganda 57,1 kJ issiqlik ajralishini bilgan holda Gess qonuni bo’yicha sirka kislotaning dissotsiyalanish issiqligini aniqlaymiz:
Qdiss = Q – 57,1
Solishtirma neytrallanish issiqligi quyidagi tenglamaorqali topiladi:
bunda - aralashish issiqlik effekti;
- suyultirish issiqlik effekti;
- kislota eritmasi og‘irligi.
1 mol kislotaning neytrallanish issiqligi quyidagiga teng:
bunda М - kislotaning molekulyar og‘irligi;
а- kislotaning protsent kontsentratsiyasi.
Yuqoridagi keltirilgan tenglamalarga asosan quyidagini keltirib chiqaramiz:

bunda V va с kislotaning hajmi va molyar kontsentratsiyasi.