Цель работы: исследовать характер изменения температуры в процессе химических реакций
Общая информация
Температура - физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы.
C помощью датчика температуры цифровой лаборатории «Архимед» возможно решение экспериментальных задач на определение тепловых эффектов химических реакций. Тепловым эффектомназывается суммарное количество энергии, выделенной или поглощенной системой в результате реакции, проводимой при постоянной температуре. Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермические; с поглощением теплоты - эндотермические. Выделяющееся в результате реакции тепло передается в окружающую среду до тех пор, пока не произойдет выравнивание температур. Калориметр – это прибор для измерения количества поглощенного или выделившегося в ходе химической реакции тепла.
Удельную теплоту реакции можно рассчитать по формуле: , где с – удельная теплоемкость, ∆t – изменение температуры, q – количество поглощенного (выделившегося) тепла на 1 г вещества.
Датчик температуры
Простой и надежный датчик предназначен для измерения температуры в водных и других химических растворах с погрешностью ±1°С. Чувствительный элемент датчика имеет защитный чехол.
Принцип действия: датчик подключается кабелем непосредственно к регистратору данных. На другом конце кабеля находится чувствительный элемент. На датчик подается электрическое напряжение в 5 В, а его выходной сигнал, также в виде напряжения в диапазоне 0-5 В поступает на вход аналого-цифрового преобразователя устройства регистрации и сбора данных и хранится в его памяти, а затем может быть передан на КПК или ПК.
Теxнические xарактеристики:
· Диапазон измерений -25 - +110°С
· Разрешение 0,09° С
· Погрешность измерений ±1% от измеряемой величины
Лабораторная работа 1.
«Отработка экспериментальных навыков обращения с датчиком температуры»
Задание 1. Определение температуры кипения
«Определение температуры кипения воды в присутствии хлорида натрия»
Оборудование
· NaCl (5 г)
· Магнитная мешалка
· Датчик температуры
Nova
Химический стакан на 150 мл.
Монтаж экспериментальной установки
Смонтируйте оборудование в соответствии с инструкцией:
1. Закрепите датчик температуры в штативе.
2. Подключите датчик температуры к Nova.
3. Включите Nova и запустите программу MultiLab
4. В программе MultiLab установите параметры измерений при помощи кнопки Настройка
Настройка параметров измерения
· частота измерений – каждую секунду
· число замеров - 2000
Порядок проведения эксперимента:
1. В химический стакан налейте 50 мл водопроводной воды и поставьте его на нагретую (не горячую!) электроплитку.
2. В стакан с водой поместите датчик температуры, подключенный к Nova.
3. Включите электроплитку.
4. Нажмите на кнопку Пуск на панели инструментовMultiLab.
5. Фиксируйте температуру кипения воды нажатием на кнопку Стоп на панели инструментовMultiLab.
6. Сохраните данные опыта.
7. Проведите аналогичный эксперимент с водой, к которой добавлено 5 г хлорида натрия.