Экспериментальная часть.
Необходимые принадлежности и реактивы: три стакана из термостойкого стекла, нагревательный прибор (электрическая плитка), стеклянная или деревянная палочка длиной 12-15 см, образец водостойкого металла, технохимические весы, кусочек нитки, материал для теплоизоляции (вата) |
Для определения удельной теплоемкости металла необходимо иметь калориметр и нагревательный прибор. Простейший калориметр можно собрать из нескольких химических стаканов разных размеров, вставленных один в другой (рис. 23). Во внутренний стакан наливается вода, остальные необходимы для создания воздушной теплоизоляционной прослойки. Для улучшения теплоизоляции пространство между стаканами следует заполнить каким-нибудь теплоизоляционным материалом, например, ватой.
Взять кусок металла, очистить его поверхность наждачной бумагой, и взвесить с точностью до 0,01 г.
Рис.23 Калориметр Привязать металл при помощи прочной нитки на
стеклянной палочке и погрузить его в водяную баню таким образом, чтобы металл не касался дна водяной бани. Держать металл в кипящей воде приблизительно в течение 20 минут. Измерить и записать температуру кипящей в бане воды. Эту температуру считать за температуру, до которой нагревается металл (t0Мe). Налить во внутренний стакан калориметра точно отмеренные 100 мл воды и измерить его температуру с точностью до 0,10 (t0в). Поставить калориметр рядом с кипящей баней и как можно быстрее перенести нагретый металл в стаканчик калориметра и установить так, чтобы металл был полностью погружен в воду и не касался дна и стенок калориметра. Отставить калориметр от кипящей бани и тотчас же начать наблюдение за изменением температуры, непрерывно и осторожно перемешивая воду термометром. Отсчет производить через каждые 30 секунд, пока температура не достигнет максимума, а затем начнет спадать. Опыт производить несколько (хотя бы два) раз. Для расчета взять среднее значение. Удельную теплоемкость металла вычислить из равенства:
Q(отдаваемое) = Q(получаемое)
Cмe Mмe (tМe - q) = CвMв(q - tme)
где q - температура, после установления теплового баланса. Cme и Cв – удельные теплоемкости соответственно металла и воды. По найденной удельной теплоемкости, используя правило Дюлонга и Пти, вычислить приближенную атомную массу и молярную массу его эквивалента, вычислить приближенную атомную массу металла. Зная приближенную атомную массу и молярную массу его эквивалента, определить валентность и вычислить точную атомную массу металла. Сравнить найденное значение атомной массы со справочными данными.
Атомные массы каких металлов можно определить с удовлетворительной точностью, опираясь на правило Дьюлонга и Пти? Какие меры необходимо принимать во время эксперимента для повышения точности определения атомной массы металла? Написать математическое выражение, выражающее взаимосвязь между атомной массой, валентностью и молярной массой эквивалента металла?
Дата добавления: 2014-12-26; просмотров: 1135;