МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ХИМИИ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 22 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА В БИНАРНОМ РАСТВОРЕ» Работу выполнил: студент гр. ------------ Работу принял: преподаватель Подгорнова Г.А. ВЛАДИМИР 2011 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить криоскопическую постоянную растворителя (Диоксана). ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Раствор – однородная система, состоящая, по крайней мере, из двух веществ (компонентов). Одно из них – растворитель, остальные растворенные вещества. При растворении в жидкости твердого вещества или газа растворителем обычно считают жидкость. Чем больше концентрация растворенного вещества, тем ниже температура замерзания раствора. В разбавленных растворах температура начала кристаллизации растворителя линейно падает с увеличением моляльности. Криоскопическая постоянная является характеристикой растворителя и не зависит ни от природы, ни от концентрации растворенного вещества. Если растворенное вещество распа4 дается в растворе на ионы, то число частиц в растворе увеличивается, а упругость насыщенного пара растворителя 3 снижается более значительно. Поэтому понижение температуры замерзания в 2 растворе электролита больше, чем в растворе неэлектролита с той же моляльной 1 концентрацией. ХОД РАБОТЫ Понижение температуры замерзания растворителя в растворе определяем на установке, схематически представленной на рис. 1. В качестве калориметра используем сосуд 1, в который помещаем холодильную Рис. 1 смесь 2 (вода с несколькими кусочками льда), в колбу 3 наливаем растворитель и погружаем термометр 4. Относительное значение температуры замерзания чистого растворителя (Диоксан) замеряем 5 раз. При переходе от одного определения к другому плавим растворитель, нагревая колбу 3 рукой. После снятия измерений для чистого растворителя, приступаем к следующему шагу. В растворитель высыпаем заданное преподавателем количество неизвестной соли и вновь определяем температуру замерзания раствора. Замер производим 5 раз. Все полученные данные заносим в таблицу 1. По полученным данным рассчитываем криоскопическую постоянную растворителя. 2 Таблица 1. Температура по термометру, °C Объект операций Сред. 1 изм. 2 изм. 3 изм. 4 изм. 5 изм. Растворитель (Диоксан) 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 Раствор 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 1. Определяем массу 20 мл диоксана, ρд = 1,0338 г/см3: mд = ρ · V; mд = 1,0338 · 20 = 20,676 г 2. Определяем количество моль соли и массу соли по рассчитанной массе растворителя, из расчета, что m = 0,1 моль/кг: 1000 г – 0,1 моль в-ва 20,676 г – х моль x= 20,676 ∙ 0,1 = 0,0021 моль 1000 m(соли) = ν · Mr m(соли) = 0,0021 · 128 = 0,269 г 3. Результаты взвешивания: Масса навески соли: gн = 0,270 г 4. Рассчитываем К – криоскопическую постоянную, пользуясь экспериментальными данными: ΔT = K · m => K= ∆T m Выражаем моляльную концентрацию из пропорции: 1000 г (д) – m 20 · ρ 𝑔н m= – М 1000 ∙ 𝑔н 20 ∙ ρ ∙ М подставляем в формулу для нахождения К: Кэ = ∆T ∙ 20 ∙ ρ ∙ М 1000 ∙ g н Кэ = (284,8 − 283,5) ∙ 20 ∙ 1,0338 ∙ 128 1587,95 К ∙ кг = = 5,9 1000 ∙ 0,270 270 моль 3 5. Рассчитываем К по табличным данным: R ∙ T02 ∙ Mд К= 1000 ∙ ∆Hпл T0 = 11,80°С = 284,8 К; ΔHпл = 12,85 кДж/моль = 12850 Дж/моль М(C4H8O2) = 88 г/моль К= 8,314 ∙ 284,82 ∙ 88 К ∙ кг = 4,6 1000 ∙ 12850 моль ВЫВОД: В результате проведенной работы нами была рассчитана криоскопическая постоянная диоксана (5,9 К · кг/моль). 4