Лабораториялық жұмыс №1 Тұз еруінің интегралды жылуын анықтау

1. 
   ерітінді дегеніміз не?
   
2. 
   ерітінді концентрациясы немен өлешенеді?
   
3. 
   идеалды ерітінді дегеніміз не?
   
4. 
   идеалды және сұйытылған ерітінділер үшін Рауль заңын жызыңыз.
   
5. 
   сұйықтың қайнау температурасы дегеніміз не? Таза еріткіштің қайнау температурасына қарағанда ерітіндінің қайнау температурасы қалай өзгереді?
   
6. 
   сұйықтың қату температурасы дегеніміз не? Таза еріткіштің қату температурасына қарағанда ерітіндінің қату температурасы қалай өзгереді?
   
7. 
   концентрацияға тәуелді болғанда ерітіндінің қайнау және қату температуралары қалай өзгереді? Рауль заңының салдарын жазыңыз. Сурет түрінде көрсетіңіз.
   
8. 
   криоскопиялық және эбулиоскопиялық тұрақтылары дегеніміз не? Олардың физикалық мағыналары неде?
   
9. 
   еріген заттың молекулярлы массасын анықтаудың криоскопиялық әдісі неге негізделген?
   
10. 
    заттың (бейэлектролиттің) молекулярлы массасы оның қату температурасының төмендеуіне байланысты қалай есептелінеді?
    
11. 
    еріген заттың электролиттік диссоциациясы ∆t_зам шамасына қалай әсер етеді?
    
12. 
    изотоникалық коэффициент дегеніміз не?
    
13. 
    диссоциация дәрежесі мен изотоникалық коэффициенттің арасындағы байланысын көрсетіңіз.
    

∆t_зам КРИОСКОПИЯЛЫҚ АНЫҚТАУДЫҢ ӘДІСТЕМЕСІ

Жұмыс криостатта орындалады (1 сур). Криостат араластырғышы 4 бар қардан (немесе ұсақталған мұз), судан және тұздан салқындатқыш қоспаны дайындайтын үлкен стаканнан 5 құралған.

Салқындатқыш қоспаға пробирканы 2 түсіреді; ақырғысы стаканның қақпасында жақсы тіркелуі және салқындатқыш қоспамен біркелкі қоршалуы керек. 2-пробиркаға араластырғышы 6 және Бекман термометрі 3 бар басқа пробирка 1 салынады.

1 сур. Криоскопиялық өлшеулерге арналған аспап.

1. 
   Жұмыстың басында қардан (немесе мұздан), судан және тұздан салқындатқыш қоспаны дайындайды. Жылы аудиторияда қоспаның температурасы -10 ± -12⁰С болуы керек. Қоспаға кең пробирканы 2 салады және оны салқындатқыш қоспамен қоршайды.
   
2. 
   Пипеткамен 30 мл суды өлшеп, пробиркаға 1 құяды және жай лабораториялық термометрмен бірге салқындатқыш қоспаға криостаттан тыс алдын ала салқындату үшін салады.
   
3. 
   Пробиркада 1 еріткіш +1 ± +2⁰С дейін суығанда, пробирканы 1 криостаттағы кең пробиркаға 2 салуға болады және Бекман термометрін орнатуға болады.
   
4. 
   Секундометрді қосып, әрбір 30 с еріткішті араластырғышпен 6 біркелкі араластырып, 0,002⁰ дейінгі дәлдігімен Бекман термометрі бойынша температураны жазу.
   
5. 
   Сынап бағаны төмендейді, және нөлдік нүктесінен шамамен 0,5⁰ үлкен температурада араластыруды тоқтатып, еріткіштің әрі қарай тоңазытуын қадағалау.
   
6. 
   Тоңазыту Бекман термометрдің нөлдік нүктесіне қарағанда 0,5-1⁰ жіберіледі, содан кейін сұйықты қарқынды араластыруды бастайды. Осыдан температура тез өседі, сұйықтың қату температурасының шамасына дейін жетеді де тұрақты болады. Температураны тағы 2-3 өлшеу.
   
7. 
   Пробирканы шығарып, қолмен кристалдардың еруіне дейін жылыту (Бекман термометрін еритін мұзға салу) және тәжірибені қайталау, содан кейін орташа мәнін алу.
   
8. 
   Пробиркаға 1 заттың керек мөлшерін салу. Алынған ерітінді үшін тәжірибені сол кезекте өткізу, бірақ тоңазытуды 0,5⁰ жоғары жібермеу. Тәжірибені қайталау және орташа мәнін алу.
   
9. 
   Бақылаудың нәтижесі бойынша су (еріткіш) мен ерітіндінің салқындату қисығы салынады. Ордината осіне температура, ал абсцисса осіне – уақыт (мин) жазылады.
   

2 сур. Салқындату қисықтары: 1 – еріткіш

2 – ерітінді
Қисықтың 1 минималды нүктесі тоңазыту температурасына жауап береді, өсуінен кейінгі тоқтату судың қату температурасына сәйкес келеді. Қисық 2 үшін де солай.

Ескерту.

1. 
   Салқындатқыш қоспаны және тәжірибеге криостатты дайындау кезінде Бекман термометрін мұзы бар суда ұстау керек.
   
2. 
   Есінде болу керек, Бекман термометрі абай обращение талап етеді: кенет сілкіну болмайды. Еріткішке термометрді салғанда ол пробирканың түбіне 1-2 см жетпеу және араластырғышқа тимеу керек. Осындай термометрді тек тік күйінде ғана ұстауға болады.
   
3. 
   Бекман термометрі үшін нөлдік нүкте орнатылады – бұл еритін мұздың (қардың) температурасына сәйкес келетін термометрдің шкаласындағы температура. Бекман термометрін еритін мұзға салады да шкалада жай лабораториялық термометр бойынша 0⁰С сәйкес келетін сынап бағанасын белгілейді.
   

1. 
   еріткіштің қату температурасын анықтау.
   
2. 
   берілген бейэлектролит ерітіндісінің қату температурасын анықтау.
   
3. 
   сурет түрінде ерітіндінің қату температурасының төмендеуін (температуралық күзеу) анықтау және еріген заттың молекулярлы массасын есептеу.
   

Ерітінділер таза еріткіштің қату температурасына қарағанда төменірек температурада қатады, сонымен бірге ерітіндінің қату температурасы оның концентрацияға және еріткіштің табиғатына тәуелді болады.

Бейэлектолиттердің сұйытылған ерітінділер үшін бұл тәуелділік ∆t_зам = k*m теңдеуі түрінде көрсетіледі,

мұндағы, ∆t_зам – (t⁰_{зам.раст-ля} – t⁰_{зам.р-ра}), таза еріткіштің қату температурасына қарағанда ерітіндінің қату температурасының төмендеуі немесе температуралық күзеу,

m – еріткіштің 1000 г-на еріген заттың мольдегі ерітіндінің концентрациясы, яғни ерітіндінің моляльді концентрациясы,

k – криоскопиялық тұрақты немесе қату температураның моляльді төмендеуі.

мұндағы, g – еріту үшін алынған заттың массасы, г

М – осы заттың молекулярлы массасы,

g₁ – еріткіштің массасы.

Және осыдан ізделінетін молекулярлы масса:

Олай болса, заттың молекулярлы массасын анықтау үшін тәжірибе арқылы ∆t_зам шамасын анықтау керек.