Ажлын зорилго - изотерм бүрхүүлтэй калориметр ашиглан давсыг усанд уусгах үйл явцын дулааны нөлөө, саармагжуулах урвалын дулааныг тодорхойлох.
Судалж буй үйл явцын тухайд дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: химийн урвал нь фазын өөрчлөлтөөс ялгаатай нь систем дэх бодисын найрлагын өөрчлөлт дагалддаг. Уусах үйл явц нь тэдгээрийн хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг. Эдгээр үйл явц, хэрэв та тэдгээрийн мөн чанарыг мэдэхгүй бол тайлбарлахад хэцүү мэт санагддаг. Жишээлбэл, натрийн хлоридын талстыг бие даасан ион болгон устгахын тулд нэлээд их энерги зарцуулах шаардлагатай (ΔE cr):
NaCl хатуу → Na + хий + Cl - хий; DН° устгал = +777.26 кЖ/моль. (18)
Термохимийн анхны хуулийн дагуу ионуудаас талст үүсэх урвуу процесс нь экзотермик, өөрөөр хэлбэл DН° дүрс = – 777.26 кЖ/моль байх болно.
Үүний зэрэгцээ, натрийн хлорид устай харилцан үйлчлэх үед Na + ба Cl - ионуудыг туйлын усны молекулуудтай нэгтгэх үйл явц явагддаг бөгөөд энэ нь ионы усжилтын процесс гэж тооцогддог бөгөөд энэ нь их хэмжээний дулаан ялгардаг. .
Хүснэгт 11-д стандарт нөхцлийн дагуу гидридийн ионуудын DН°-ийн гидрацийн энтальп ба зарим бодис дахь Eb бондын энергийн утгыг харуулав.
Үүний үр дүнд ионы нэгдлүүдийг уусгах процессыг ердийн химийн урвал гэж үздэг бөгөөд дулааны нөлөөгөөр тодорхойлогддог. Тэдгээрийг олохын тулд туршилтын судалгаа, жишээлбэл, калориметрийн судалгаа хийх эсвэл уусгах процесст оролцдог бүх гидрат ион ба нэгдлүүдийн үүсэх дулааны хүснэгтийн утгыг ашиглах шаардлагатай.
Ихэвчлэн уусмалын дулааныг нэг моль бодисын уусалт гэж нэрлэдэг. Хязгааргүй шингэрүүлсэн уусмал үүссэн гэж үздэг. Үүний үр дүнд уусгах механизмыг уусгагчийн нөлөөн дор бодисын талст торыг устгах үйл явц (эндотермик нөлөө) болон үүссэн ионуудыг усжуулах үйл явц (экзотермик нөлөө) хэлбэрээр үзүүлэв. Дулааны нийт нөлөөг эдгээр процессоор нарийн тодорхойлдог.
Хүснэгт 11.
Термохимийн 2-р хуулийн эхний үр дүнг ашиглан бид 11-р хүснэгтэд байгаа зүйлсийн дагуу тооцоолж болно. Эдгээр нь эдгээр бодисыг уусгах дулааны нөлөөлөл, түүнчлэн шүлттэй хүчлийг саармагжуулах дулаан юм.
Жишээлбэл, натрийн хлоридын талстыг усанд уусгах энтальпийг дараахь томъёогоор олно.
NaCl ТВ усан→ Na + aq + Сl – aq , (19)
DН° p ast. = DН° гидр (Na + aq) + DН° гидр (Cl – aq) – = (20)
420.1 - 353.7 - (- 777.3) = + 3.5 кЖ/моль.
Дулааны эффектийн эерэг шинж тэмдэг нь уусах процесс нь дулааныг шингээх үед тохиолддог бөгөөд уусмалын температур буурах ёстойг харуулж байна.
Саармагжуулах урвалын дулаан гэдэг нь 1 эквивалент хүчтэй хүчил 1 эквивалент хүчтэй суурьтай урвалд ороход ялгарах дулааны хэмжээг хэлнэ. Энэ нь 1 эквивалент шингэн ус үүсгэдэг.
Шингэрүүлсэн уусмалын хувьд хүчтэй суурийн (NaOH ба KOH гэх мэт) хүчтэй хүчилтэй (жишээлбэл, HCl эсвэл H 2 SO 4) үзүүлэх урвалын дулаан нь хүчил ба шинж чанараас хамаардаггүй нь тогтоогдсон. суурь. Саармагжуулах дулааны энэхүү тогтмол байдал нь хүчтэй хүчил ба суурийн ионууд, түүнчлэн саармагжуулах урвалын үр дүнд үүссэн давсуудын бараг бүрэн задралаар тайлбарлагддаг. Тиймээс хүчтэй хүчил ба хүчтэй суурийн шингэрүүлсэн уусмалыг холих үед зөвхөн нэг химийн урвал явагдана, тухайлбал гидрони H 3 O + aq ба гидроксил OH - a q-ийн гидратжуулсан ионуудын хооронд:
1/2 H 3 O + aq + 1/2 OH – a q → H 2 O шингэн, (21)
DН° нейтр = DН° дүрс (Н–ОН) – (1/2)
= – 459.8 – (1/2) · (– 477.8 –– 330.0) = – 55.9 кЖ/моль. (22)
Дулааны нөлөөний сөрөг шинж тэмдэг нь саармагжуулах урвал нь дулаан ялгарах замаар явагдаж, уусмалын температур нэмэгдэх ёстойг харуулж байна.
“Усан дахь бодисыг уусгах дулааны нөлөө” Андронова Алина Петросян Анахит Ширманова Алина 11-р ангийн сурагчид Удирдагч: Шкурина Наталья Александровна, химийн багш.
Бодисыг усанд уусгах үед дулааны нөлөөллийг анхаарч үзээрэй. Усанд ямар бодис уусдаг нь дулаан (+Q), аль нь шингээх (-Q) дагалддагийг туршилтаар тогтооно. Судалгаагаа ангийнхантайгаа хуваалцаарай.
Бодис бүр тодорхой хэмжээний энерги хуримтлуулдаг. Хоол хүнс нь бидний биед хоол хүнсэнд агуулагдах олон төрлийн химийн нэгдлүүдийн энергийг ашиглах боломжийг олгодог тул бид өглөөний цай, үдийн хоол, оройн хоолон дээрх бодисын энэ шинж чанартай тулгардаг. Бие махбодид энэ энерги нь хөдөлгөөн, ажил болж хувирч, биеийн температурыг тогтмол (мөн нэлээд өндөр!) байлгахад зарцуулагддаг.
Химийн нэгдлүүдийн энерги нь ихэвчлэн химийн холбоонд төвлөрдөг. Хоёр атомын хоорондын холбоог таслахад ЭРЧИМ ХҮЧ хэрэгтэй. Химийн холбоо үүсэхэд энерги ялгардаг. Аливаа химийн урвал нь зарим химийн холбоог тасалж, заримыг үүсгэхээс бүрддэг.
Шинэ холбоо үүсэх явцад химийн урвалын үр дүнд анхны бодис дахь "хуучин" холбоог устгахад шаардагдахаас ИЛҮҮ энерги ялгарвал илүүдэл энерги нь дулаан хэлбэрээр ялгардаг. Жишээ нь шаталтын урвал юм. Жишээлбэл, байгалийн хий (метан CH 4) агаарт хүчилтөрөгчөөр шатаж, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Урвал нь тэсрэлттэй ч тохиолдож болно - энэ өөрчлөлтөд маш их энерги агуулагддаг. Ийм урвалыг Латин "эксо" - гадагшаа чиглэсэн (ялгарсан энерги гэсэн үг) EXOTHERMAL гэж нэрлэдэг.
Бусад тохиолдолд анхны бодис дахь холбоог устгах нь шинэ бонд үүсэх үед ялгарахаас илүү их энерги шаарддаг. Ийм урвал нь зөвхөн гаднаас эрчим хүч нийлүүлэх үед л тохиолддог бөгөөд үүнийг ENDOTHERMIC (Латин "endo" - дотроос) гэж нэрлэдэг. Жишээ нь нүүрс, уснаас нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II) CO, устөрөгч H2 үүсэх бөгөөд энэ нь зөвхөн халах үед үүсдэг.
Тиймээс аливаа химийн урвал нь энерги ялгарах эсвэл шингээх үйл явц дагалддаг. Ихэнх тохиолдолд энерги нь дулаан хэлбэрээр ялгардаг эсвэл шингэдэг (гэрэл эсвэл механик энерги хэлбэрээр бага байдаг). Энэ дулааныг хэмжиж болно. Хэмжилтийн үр дүнг нэг моль урвалж бодис эсвэл нэг моль урвалын бүтээгдэхүүний хувьд киложоуль (кЖ) -ээр илэрхийлнэ. Энэ хэмжигдэхүүнийг УРСАЛЫН ДУЛААНЫ НӨЛӨӨ гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгч дэх устөрөгчийг шатаах урвалын дулааны нөлөөг 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 кЖ эсвэл H 2 () гэсэн хоёр тэгшитгэлийн аль нэгээр илэрхийлж болно. g) + 1/ 2 O 2 (g) = H 2 O (l) + 286 к. J.
Урвалж ба бүтээгдэхүүний хамт урвалын дулааны эффектийг бичсэн химийн урвалын тэгшитгэлийг ДУЛААН ХИМИЙН ТЭГШИГЧИЛГЭЭ гэж нэрлэдэг.
Химийн урвалын дулааны нөлөөлөл нь олон тооны техникийн тооцоололд шаардлагатай байдаг. Өөрийгөө сансрын хөлөг болон бусад ачааг тойрог замд хөөргөх чадвартай хүчирхэг пуужингийн зохион бүтээгч гэж төсөөлөөд үз дээ. Оросын дэлхийн хамгийн хүчирхэг пуужин Энержиа Байконур сансрын буудлаас хөөргөнө. Түүний нэг үе шатын хөдөлгүүр нь шингэрүүлсэн хий - устөрөгч ба хүчилтөрөгч дээр ажилладаг. Та дэлхийн гадаргаас тойрог замд ачаа тээвэрлэх пуужинг хүргэхэд шаардагдах ажлыг (киложоулаар) мэдэж байгаа гэж бодъё, мөн нислэгийн үеэр агаарын эсэргүүцлийг даван туулах болон бусад эрчим хүчний зардлыг мэддэг. Энэ пуужинд түлш, исэлдүүлэгч болгон ашигладаг (шингэрүүлсэн төлөвт) устөрөгч, хүчилтөрөгчийн шаардлагатай хангамжийг хэрхэн тооцоолох вэ? Устөрөгч ба хүчилтөрөгчөөс ус үүсэх урвалын дулааны нөлөөний тусламжгүйгээр үүнийг хийхэд хэцүү байдаг. Эцсийн эцэст, дулааны эффект нь пуужинг тойрог замд оруулах ёстой энерги юм. Пуужингийн шаталтын камерт энэ дулааныг халуун хий (уур) молекулуудын кинетик энерги болгон хувиргаж, цоргоноос гарч, тийрэлтэт цохилтыг үүсгэдэг. Химийн үйлдвэрт дулааны нөлөөлөл нь эндотермик урвал явагдах дулааны реакторын дулааны хэмжээг тооцоолоход шаардлагатай байдаг. Эрчим хүчний салбарт дулааны эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг түлшний шаталтын дулааныг ашиглан тооцдог. Хоол тэжээлийн мэргэжилтнүүд бие махбод дахь хоол хүнсний исэлдэлтийн дулааны нөлөөг ашиглан зөвхөн өвчтөнд төдийгүй эрүүл хүмүүс - тамирчид, янз бүрийн мэргэжлээр ажилладаг ажилчдын зөв хооллолтыг бий болгодог. Уламжлал ёсоор энд тооцоололд жоуль биш, харин бусад эрчим хүчний нэгжүүд - калори (1 кал = 4.1868 Ж) ашигладаг. Хүнсний энергийн агууламжийг хүнсний бүтээгдэхүүний аль ч массыг хэлнэ: 1 г, 100 гр, тэр ч байтугай бүтээгдэхүүний стандарт савлагаа. Жишээлбэл, өтгөрүүлсэн сүүтэй савны шошгон дээр "калорийн агууламж 320 ккал / 100 гр" гэсэн бичээсийг уншиж болно.
Химийн урвалын энергийн хувирлыг судалдаг химийн салбарыг термохими гэнэ.Дулааны химийн 2 хууль байдаг: 1. Лавуазье-Лапласын хууль (урт урвалын дулааны эффект нь урвуу урвалын дулааны эффекттэй үргэлж тэнцүү байдаг. эсрэг тэмдэг).
Тиймээс уусах нь физик-химийн процесс юм. Бодисыг уусгахад дулааны нөлөөлөл дагалддаг: дулаан ялгаруулах (+Q) эсвэл шингээх (-Q) - бодисын шинж чанараас хамаарна. Уусах үйл явц нь уусдаг бодис ба уусгагчийн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог.
Усанд ямар бодис уусч, дулаан ялгарах (+Q), аль нь шингээх (-Q) дагалддагийг туршилтаар тодорхойлно. Материал: ацетон, сахароз, натрийн хлорид, натрийн карбонат (усгүй ба/эсвэл талст гидрат), натрийн бикарбонат, нимбэгийн хүчил, глицерин, ус, цас. Тоног төхөөрөмж: сургуулийн хими, физик, биологийн ангиудын дижитал мэдрэгчийн багцаас электрон эмнэлгийн термометр эсвэл температур мэдрэгч.
1. Сахароз 2. Натрийн хлорид 3. Натрийн карбонат (усгүй) 4. Натрийн бикарбонат 5. Нимбэгийн хүчил 6. Глицерин 7. Цас 1 2 3 4 5 6 7
Дүгнэлт Натрийн карбонат (усгүй) ба натрийн бикарбонатыг уусгах нь дулаан ялгарах үед үүсдэг. Устай цас - дулаан шингээх чадвартай, үлдсэн хэсэг нь өөрчлөгдөөгүй.
1. Бид хагас аяга цас цуглуулсан. 2. Самбар дээр цас тавь. Үүнийг хайлж жижиг шалбааг болго. 
Туршилт 1. Стандарт нөхцөлд үүсэх дулаан нь: a) устөрөгч b) ус c) устөрөгчийн хэт исэл d) хөнгөн цагаан. 2. N 2 + O 2 = 2 NO-Q тэгшитгэл нь: а) эндотермик нэгдэл b) экзотермик нэгдэл в) эндотермик задрал г) экзотермик задралын урвалыг илэрхийлдэг урвал.
3. Урвал нь эндотермик: a) устөрөгчийн шаталт б) усны задрал c) нүүрстөрөгчийн шаталт г) метан шаталт. 4. Энэ урвалын аль тодорхойлолт буруу вэ: 2 Na. NO 3(хатуу)=2 Na. NO 2(хатуу)+O 2(g)-Q a) нэгэн төрлийн b) эндотермик в) нэгдлийн урвал г) исэлдэлт. 5. Термохимийн үндсэн хууль нь: a) Гей-Люссак b) Гесс c) Авогадро d) Пруст.
Дүгнэлт Сурган хүмүүжүүлэх судалгааны үр дүн: 1. Сурагчид бодисыг усанд уусгах үед үүсэх дулааны нөлөөллийн мөн чанарыг ойлгосон. 2. Экзо- болон эндотермик урвалыг тодорхойлсон. 3. Туршилтын дүн (сургалтын даалгаврыг сурагчдын 83% нь гүйцэтгэсэн).
1 моль бодисыг ийм хэмжээний уусгагчд уусгахад ялгарах буюу шингээх дулааны хэмжээг цаашид нэмснээр дулааны нөлөөлөл өөрчлөгдөхгүй байхыг уусмалын дулаан гэж нэрлэдэг.
Давсыг усанд уусгах үед уусалтын дулааны эффектийн тэмдэг ба хэмжээ ∆ Ннь хоёр хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог: бодисын болор торыг устгахад зарцуулсан энерги (∆) Х 1) - эндотермик процесс ба ууссан бодисын хэсгүүдийн усны молекулуудтай физик-химийн харилцан үйлчлэлийн явцад ялгардаг энерги (усжуулах процесс) (∆ Н 2) - экзотермик процесс. Уусах үйл явцын дулааны нөлөөг эдгээр хоёр процессын дулааны эффектийн алгебрийн нийлбэрээр тодорхойлно.
∆Н = ∆Х 1 + ∆Х 2 .
Уусах үйл явцын дулааны нөлөө нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно.
Уусмалын дулааныг практикт тодорхойлохын тулд дурын хэмжээний давсыг уусгахад шингэсэн эсвэл ялгарах дулааны хэмжээг ихэвчлэн тодорхойлдог. Дараа нь дулааны хэмжээ нь ууссан бодисын хэмжээтэй шууд пропорциональ байдаг тул энэ утгыг 1 моль тутамд дахин тооцоолно.
Термохимийн хэмжилтийн хувьд калориметр гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийг ашигладаг.
Уусмалын дулааныг уусмалын температурын өөрчлөлтөөр тодорхойлдог тул тодорхойлох нарийвчлал нь ашигласан термометрийн хуваагдлын утгаас (нарийвчлал) хамаарна. Ихэвчлэн хэмжсэн температурын хүрээ нь 2-3 ° C-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд термометрийн температурын хуваагдал нь 0.05 ° C-аас ихгүй байна.
ЯВЦ
Ажлыг хийхийн тулд дулаан тусгаарлах их бие, суурилуулсан цахилгаан хутгуур, термометр бүхий таг, залгууртай нүхнээс бүрдсэн калориметрийг ашиглана.
Багшаасаа даалгавар аваарай: ууссан бодисын төрөл.
Калориметрийн тагны таглааг онгойлгож, 200 мл ус хийнэ, тагийг нь таглаад 10-15 минут хүлээнэ үү. тэхлэл ). Энэ хугацаанд хэмжигдэхүүн дээр ул мөрний цаас эсвэл цагны шил ашиглан өөрийн бодисын дээжийг (1.5 - 2.0 г) олж авч, өмнө нь зуурмагт сайтар нунтаглана. Үүссэн дээжийг хутгуурыг асааж, тагны нүхээр аль болох хурдан калориметрт хийнэ. Температурын өөрчлөлтийг ажигла. Дулааны тэнцвэрт байдал тогтоосны дараа (температур тогтворжино) уусмалын хамгийн их температурыг тэмдэглэнэ. т max) ба ∆ тооцоолно т = тхамгийн их - тэхлэл Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн давсны уусмалын дулааныг дараахь томъёогоор тооцоолно.
∆Н dist = qМ/ м, Ж/моль, (1)
Хаана q- калориметрт (кЖ) ялгарсан (эсвэл шингэсэн) дулаан; м- давсны жин (г); M нь ууссан бодисын молийн масс (г / моль);
Дулаан qхамаарлын туршилтын өгөгдөл дээр үндэслэн тодорхойлсон:
q = (м st C st + мшийдэл Cшийдэл)∆ т,(2)
Хаана м st - шилний масс (г); муусмал - шилэн дэх ус ба давсны массын нийлбэртэй тэнцүү уусмалын масс (г); ХАМТ st - шилний хувийн дулаан багтаамж 0.753 Ж/г∙К;
ХАМТуусмал - уусмалын хувийн дулаан багтаамж (ус) 4.184 Ж/г∙К.
Хүлээн авсан үр дүнг 2-р хүснэгтийн өгөгдөлтэй харьцуулж туршилтын харьцангуй алдааг (% -иар) тооцоолно.
Давсны усжилтын дулаан ба түүний тодорхойлолт
Ууссан бодисын тоосонцор ба усны молекулууд (уусгагч) хоорондын харилцан үйлчлэлийн физик-химийн процессыг усжилт гэж нэрлэдэг. Гидратжуулалтын явцад гидрат гэж нэрлэгддэг орон зайн нарийн төвөгтэй бүтэц үүсч, улмаар энерги нь дулаан хэлбэрээр хүрээлэн буй орчинд ялгардаг.
Усгүй давснаас 1 моль усжуулсан давс үүсэх урвалын дулааны нөлөөг усжилтын дулаан гэж нэрлэдэг.
Гидрат үүсгэх чадвартай усгүй давсыг усанд уусгахад үүссэн талст гидратыг усжуулах, уусгах гэсэн хоёр процесс дараалан явагдана. Жишээлбэл:
CuSO 4 (tv) + 5H 2 O (l) = CuSO 4 × 5H 2 O (tv),
CuSO 4 × 5H 2 O (тв) + n H 2 O (l) = CuSO 4 (r),
CuSO 4(p) + n H 2 O (l) = Cu 2+ (r) + SO 4 2- (r)
Электролитийн уусалтыг электролитийн диссоциацийн процесс дагалддаг. Молекулын усжилтын дулаан нь диссоциацийн дулааныг харгалзан үүссэн ионуудын усжилтын дулааны нийлбэртэй тэнцүү байна. Усжуулах процесс нь экзотермик шинж чанартай байдаг.
Ойролцоогоор бодисын усжилтын дулааныг усгүй давс ба түүний талст гидратыг уусгах дулааны зөрүүгээр тодорхойлж болно.
∆Хгидр = ∆ Хбайхгүй - ∆ ХКрист, (3)
хаана ∆ Х hydr - молекулуудын усжилтын дулаан;
∆Хусгүй - усгүй давсыг уусгах дулаан;
∆ХКрист - талст гидратыг уусгах дулаан.
Тиймээс молекулуудын усжилтын дулааныг тодорхойлохын тулд эхлээд усгүй давсны уусалтын дулаан ба энэ давсны талст гидратыг уусгах дулааныг тодорхойлох шаардлагатай.
ЯВЦ
Усгүй зэсийн сульфат CuS0 4 ба талст гидрат CuS0 4 × 5H 2 0-ийн уусалтын дулааныг лабораторийн калориметр ба ажлын горим 1 ашиглан тодорхойлох шаардлагатай.
Усжилтын дулааныг илүү нарийвчлалтай тодорхойлохын тулд талст гидрат ба усгүй зэсийн сульфатын давсны 10-15 г дээж авах шаардлагатай. Усгүй зэсийн давс нь агаараас усыг амархан шингээж, усжуулсан төлөвт ордог тул туршилт хийхээс өмнө усгүй давсыг жинлэх хэрэгтэй. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн усгүй давс ба талст гидратыг уусгах дулааныг тооцоолж, дараа нь (3) хамаарлаас усжилтын дулааныг тодорхойлох шаардлагатай. Олж авсан өгөгдөл болон Хүснэгт 2-ын өгөгдлийг ашиглан туршилтын харьцангуй алдааг хувиар тооцно.
Уусалт нь нэг төрлийн систем үүсэхэд хүргэдэг физик-химийн процесс юм. Үүнийг дагалддаг дулааны нөлөө нь олон янзын шалтгааны үр дүн юм. Хэд хэдэн жишээг харцгаая:
A) Шингэнийг усанд уусгах үйл явц нь туйлын молекулуудын задрал, ион үүсэх, туйлын усны молекулууд болон өндөр цахилгаан сөрөг шинж чанартай элементүүдийг агуулсан бодисын молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо үүсэх, химийн хэсгүүдийн усжилт зэрэг үзэгдлүүд дагалдаж болно. , гэх мэт.
C 2 H 5 OH - H 2 O
Энэ систем нь өргөн хүрээний концентрацид хамгийн тохиромжтой уусмалыг бий болгох үүрэгтэй. Уусах үйл явц нь устөрөгчийн холбоо үүсэх дагалдаж байх ёстой, тиймээс энэ нь эрч хүчтэй, өөрөөр хэлбэл дулааны эерэг нөлөөтэй байдаг.
CH 3 COOH - H 2 O
Цууны хүчил нь сул нэг суурьт хүчил K d = 1.8 10 -5 тул усанд ууссан үед энергийн нэг хэсэг нь молекулуудыг задлахад зарцуулагдах болно (дулааны сөрөг нөлөө), зарим энерги нь эсрэгээр, усжилтын ионуудын үед дулаан хэлбэрээр ялгарах болно. Нийт үр нөлөө нь эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн харьцаанаас хамаарна.
B) Хатуу бодисыг усанд уусгах үйл явц нь сүүлчийнх нь болор торны төрлөөс хамаарна. Дүрмээр бол ионы талстыг уусгах нь хоёр эсрэг нөлөөтэй байдаг: ионуудын чийгшлийн эерэг энерги ба болор торыг устгах сөрөг энерги. Молекулын талстуудад эхний бүрэлдэхүүн хэсэг бараг байдаггүй. Хүчтэй электролитийн давсны шингэрүүлсэн уусмалыг шавхах үед дулааны нөлөө ажиглагддаггүй. Хэрэв тунадас үүссэн бол тунадасжилтын дулааны нөлөө ажиглагдана.
Уусмалын интеграл дулаан 1 моль бодисыг маш их хэмжээний (300 моль/моль бодис) уусгагчд уусгахад шингэсэн буюу ялгарах дулааны хэмжээ юм.
Тооцооллын асуудлын жишээ:
528.5 г усанд 1.473 г давс уусгахад температур 0.174 oС-аар буурвал аммонийн хлоридын уусалтын интеграл дулааныг тооцоол. Уусмалын массын дулаан багтаамж 4.109 Ж/г байна. K. Калориметрийн дулааны багтаамж 181.4 Ж/г.К
Шийдэл:Уусмалын интеграл дулааныг дараах томъёогоор тооцоолж болно.
Q = (C калор. + С уусмал m)× ΔТ/n,
Энд C нь дулааны багтаамж, n нь ууссан бодисын хэмжээ: n = м/М
м (уусмал) = 528.5 +1.473 = 530 гр,
ΔT = -0.174 o C,
Q = (4.109 × 530 + 181.4) × (-0.174) × 53.5/ 1.473 × 1000 = -15.11 кЖ/моль Химийн термодинамикийн хичээлээс изобар процесс дахь химийн процессын дулааны нөлөөллийн хэмжүүр гэдгийг мэддэг. (систем дэх тогтмол даралт) нь төлөвийн термодинамик функц - энтальпи юм
ΔН = Н con. - N эхлэл Энэ тохиолдолд дулааны эффект нь абсолют утгаараа энтальпийн утгатай тэнцүү, харин тэмдгийн эсрэг байна. Дулаан ялгарах экзотермик процесс нь –ΔH, дулаан шингээлт дагалддаг эндотермик процесс нь +ΔH-тай тохирч байна.Иймээс дээр авч үзсэн асуудалд аммонийн хлоридын уусах процесс нь эндотермик, ΔH = 15.11 кЖ/моль.
Бүлэг 5. РОШИН.ЭЛЕКТРОЛИТИЙН ДИССОЦИАЦИЙН ОНОЛ
§ 5.3. Уусах үеийн дулааны үзэгдлүүд
Бодисыг уусгах нь дулааны нөлөөлөл дагалддаг: бодисын шинж чанараас хамааран дулааныг ялгаруулах эсвэл шингээх. Жишээлбэл, калийн гидроксид эсвэл хүхрийн хүчил усанд ууссан үед уусмалын хүчтэй халаалт ажиглагдаж байна. дулааныг ялгаруулах, аммонийн нитрат уусах үед уусмалыг хүчтэй хөргөх, өөрөөр хэлбэл дулааныг шингээх. Эхний тохиолдолд экзотермик процесс (∆H 0), хоёрдугаарт - эндотермик процесс (∆H > 0) явагдана. Уусмалын дулааныг ∆H гэдэг нь 1 моль бодисыг уусгахад ялгарах буюу шингээх дулааны хэмжээг хэлнэ. Тэгэхээр калийн гидроксидын хувьд ∆Н° = -55.65 кЖ/моль, аммонийн нитратын хувьд ∆ байна. H = +26.48 кЖ/моль.
Ууссан бодис нь уусгагчтай химийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд уусгагч (эсвэл уусгагч нь ус бол гидрат) гэж нэрлэгддэг нэгдлүүд үүсдэг. Ийм нэгдлүүд үүсэх нь химийн нэгдлүүдтэй төстэй уусмалуудыг үүсгэдэг.
Оросын агуу химич Д.И. Менделеев уусмалын химийн онолыг бүтээсэн бөгөөд үүнийгээ 1887 онд хэвлэгдсэн "Усан уусмалыг хувийн жингээр нь судлах" бүтээлдээ дурдсан олон тооны туршилтын өгөгдлөөр баталжээ. ууссан бодис” гэж тэр бичжээ.Эдгээр хүчний мөн чанар нь одоо тодорхой болсон.Солватууд (гидратууд) нь донор-акцептор, ион-диполь харилцан үйлчлэл, устөрөгчийн холбоо, түүнчлэн дисперсийн харилцан үйлчлэлээс (ууссан тохиолдолд) үүсдэг. Холбогдох бодисууд, жишээлбэл, бензол, толуол).Тэдгээр нь ялангуяа устай (устай нэгдэх) ионуудад өртөмтгий байдаг.Ионууд нь туйлын усны молекулуудыг хавсаргаж, улмаар гидратжуулсан ионууд үүсдэг (§ 5.4-ийг үзнэ үү); тиймээс жишээ нь уусмалд cuprum(II) ион нь хөх өнгөтэй, усгүй купрум сульфатад өнгөгүй байдаг.Эдгээр нэгдлүүдийн ихэнх нь хэврэг бөгөөд чөлөөт төлөвт тусгаарлахад амархан задардаг боловч зарим тохиолдолд уусмалаас амархан ялгаж авах хүчтэй нэгдлүүд үүсдэг. талсжилт. Энэ тохиолдолд усны молекул агуулсан талстууд унадаг.
Усны молекул агуулсан талст бодисыг талст гидрат гэж нэрлэдэг ба талст гидратад орсон усыг талстжилт гэж нэрлэдэг. Байгалийн олон эрдэс бодис нь болор гидрат юм. Олон тооны бодисыг (үүнд органик бодисыг оруулаад) зөвхөн талст гидрат хэлбэрээр цэвэр хэлбэрээр гаргаж авдаг. Д.И. Менделеев хүхрийн хүчлийн гидрат болон бусад хэд хэдэн бодис байгааг нотолсон.
Тиймээс уусах нь зөвхөн физик төдийгүй химийн процесс юм. Ууссан бодисын тоосонцор уусгагчийн тоосонцортой харилцан үйлчилснээр уусмал үүсдэг. Оюутан D.I. Менделеева Д.П. Коновалов химийн нэгдлүүд болон уусмалуудын хооронд хил хязгаар байдаггүй гэдгийг үргэлж онцлон тэмдэглэдэг.
Шингэн уусмалууд нь тогтмол найрлагатай химийн нэгдлүүд ба механик хольцуудын хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг. Химийн нэгдлүүдийн нэгэн адил тэдгээр нь нэг төрлийн бөгөөд дулааны үзэгдлүүд, түүнчлэн концентраци зэргээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ажиглагддаг - шингэн холилдох үед эзэлхүүний бууралт. Нөгөөтэйгүүр, химийн нэгдлүүдээс ялгаатай нь уусмалууд нь найрлагын тогтвортой байдлын хуульд захирагддаггүй. Тэдгээр нь холимог шиг, тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд амархан хуваагддаг. Уусах процесс нь физик-химийн процесс бөгөөд уусмал нь физик-химийн систем юм.
М.В. шийдлийг судлахад ихээхэн анхаарал хандуулсан. Ломоносов. Тэрээр бодисын уусах чадвар температураас хамаарлыг тогтоох судалгаа хийж, уусах явцад дулаан ялгарах, шингээх үзэгдлийг судалж, хөргөх хольцыг нээсэн. М.В. Ломоносов анх удаа уусмалууд уусгагчаас бага температурт хөлддөг (талсжих) болохыг тогтоосон. Тэрээр мөн ууссан бодисын хэсгүүд нь уусгагчийн хэсгүүдийн дунд жигд тархсан байдаг тул орчин үеийнхтэй ойролцоо татан буулгах молекул кинетик тайлбарыг өгсөн.
1 Кристал гидратуудын химийн томъёо ба гидратуудад усны томъёог тусад нь (цэгээр дамжуулан) бичдэг. H 2 SO 4 ∙ H 2 O, H 2 SO 4 2H 2 O, H 2 SO 4 ∙ 4H 2 O, H 2 C 2 O 4 ∙ 2H 2 O, N 2 SO 4 ∙ 10 H 2 O, Al 2 (S 0 4) 3 1 8H 2 O гэх мэт.
Д.И. 40 орчим жил шинжлэх ухааны ажлаа шийдлийг судлахад зориулжээ. Менделеев. Түүний уусмалын химийн онол маш үр дүнтэй болсон. Үүний үндсэн дээр физик-химийн шинжилгээ, нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийн хими, усан бус уусмалын электрохими зэрэг шинжлэх ухааны шинэ салбарууд үүссэн. Одоо энэ онолыг нийтээрээ хүлээн зөвшөөрч байна.
Уусмалын химийн онолыг хөгжүүлэхэд томоохон хувь нэмэр оруулсан Оросын нэрт эрдэмтэд Д.П. Коновалов, 1.0. Каблуков, М.С. Курнаков.
