Работа №9 Измерение температуры кристаллизации вещества. Наблюдение отвердевания аморфного вещества
реклама
Работа №9 Измерение температуры кристаллизации вещества. Наблюдение отвердевания аморфного вещества Оборудование: две пробирки (14120 мм химическая): одна с парафином, который используется в качестве кристаллического тела; вторая с канифолью, который является аморфным телом; химический пробиркодержатель (прищепка), часы, термометр, стакан химический. Содержание и метод выполнения работы Характерные признаки плавления и кристаллизации Плавление Физический процесс, при котором твердое вещество при подведении тепла переходит в жидкое состояние Упорядоченное расположение частиц нарушается Теплота перехода называется теплотой плавления Температура перехода называется температурой плавления Затвердевание Физический процесс, при котором жидкость при охлаждении переходит в твердое состояние Происходит упорядочение расположение частиц Теплота перехода называется теплотой кристаллизации Температура перехода называется температурой кристаллизации Температура плавления определенного вещества при постоянной давлении равна температуре кристаллизации tпл=tкр. Последние положения говорят о том, что фазовые переходы кристаллического вещества из твердого состояния в жидкое и обратный процесс практически идентичны. Только первый процесс идет с поглощением тепла, а второй - с выделением. Вот почему при постановке лабораторных работ можно ограничиться одним из процессов. Технологически это легче сделать на примере процесса отвердевания. В этом случае пробирки с веществами ставят в банку с водой, установленную на электроплитке. Нагревают банку до тех пор, пока вещества в пробирках не расплавятся. По мере охлаждения расплавленного кристаллического вещества его частицы замедляют свое хаотическое движение. При достижении температуры плавления скорость движения частиц уменьшается, и они под действием сил притяжения начинают пристраиваться одна к другой, образуя кристаллические зародыши. Пока все вещество не закристаллизуется, температура его остается постоянной. Это температура кристаллизации или температура плавления данного кристаллического тела. После того как все вещество перейдет в твердое состояние, температура его снова начинает понижаться. В отличие от кристаллических аморфные тела не имеют определенной температуры плавления и кристаллизации. По мере нагревания они постепенно размягчаются, что в широких масштабах можно наблюдать на примере асфальта в жаркий день. При охлаждении эта жидкость непрерывно увеличивает свою вязкость, пока не превратится в твердое тело. Это легко наблюдать при паянии с помощью канифоли. В аморфных телах молекулы расположены так же беспорядочно, как и в жидкостях. Поэтому переход вещества из жидкого состояния в твердое и обратно не сопровождается изменением расположения молекул. Аморфные вещества в твердом состоянии так же как и кристаллические сохраняют форму и объем, но при этом имеют признаки жидкости с позиции молекулярного расположения их молекул. Ход работы 1. Расплавьте парафин в пробирке, погрузив ее в сосуд с горячей водой. 2. Выньте пробирку из горячей воды. Погрузите в пробирку с парафином лабораторный термометр и уловите момент, показания термометра перестанут повышаться. 3. По окончанию минутных промежутков времени, фиксируемых с помощью наручных часов, записывайте показания термометра в таблицу. Охладите парафин примерно до 40С. 4. По данным таблицы постройте график. 5. По графику определите температуру кристаллизации парафина и сравните удельные теплоемкости в жидком и твердом состояниях. Оцените погрешность измерения температуры плавления. 6. Расплавьте канифоль в пробирке, погрузив ее в сосуд с горячей водой. 7. Выньте пробирку из горячей воды. Погрузите в пробирку с канифолью лабораторный термометр и уловите момент, показания термометра перестанут повышаться. 8. По окончанию минутных промежутков времени, фиксируемых с помощью наручных часов, записывайте показания термометра в таблицу. Охладите канифоль примерно до 40С. 9. По данным таблицы постройте график. 10. Сравните этот график с графиком отвердевания парафина. По графикам сравните теплоемкости парафина и канифоли. Контрольные вопросы. 1. Какие вещества называются кристаллическими? Приведите примеры кристаллических веществ. 2. Что такое удельная теплота плавления? 3. Что такое температура плавления? От чего и как она зависит? 4. Что такое полиморфизм? 5. Что такое анизотропия? У каких веществ она наблюдается? 6. Как можно получить кристалл? 7. Какие вещества называются аморфными? Приведите примеры аморфных веществ. 8. Отличаются ли по внешнему виду кристаллические и аморфные вещества? 9. Предложите способы определения строения твердого: аморфное или кристаллическое?
