Відповіді до § 1 - 30: 3.4

3.4 Проаналізуйте графіки та схарактеризуйте вплив водневих зв'язків на фізичні властивості речовин.

1. Поясніть, що спільного й відмінного між речовинами на кожному графіку.

На обох графіках без водневих зв’язків температура кипіння зростає зі збільшенням Mr. HF і H₂O мають аномально високі tкип., бо між їхніми молекулами утворюються водневі зв’язки.

Відмінність: ліворуч – гідроген галогеніди, праворуч – сполуки Гідрогену з елементами VI групи.

2. Зобразіть схеми утворення водневих зв'язків молекулами цих сполук (між собою та з молекулами води).

HCl, HBr, HI, H₂S, H₂Se, H₂Te водневих зв’язків не утворюють.

Стор.10

Навчальне дослідження № 2

«Тепловий ефект розчинення»

Обладнання: калориметр (або 2 пластикові стакани й пінопласт), термометр.

Речовини: дистильована вода; наприклад, CaCl₂, NH₄Cl, KNO₃.

1. Мета: Визначити молярний тепловий ефект розчинення речовин.

2. План експерименту: Зважити воду й речовину. Виміряти температуру води. Розчинити речовину в калориметрі. Виміряти температуру розчину. Обчислити Q і ΔH.

3.

Виміряний показник	CaCl₂	NH₄Cl	KNO₃
Маса води	виміряти	виміряти	виміряти
Маса речовини	виміряти	виміряти	виміряти
Маса розчину	m(води) + m(CaCl₂)	m(води) + m(NH₄Cl)	m(води) + m(KNO₃)
Температура води	виміряти	виміряти	виміряти
Температура розчину	виміряти	виміряти	виміряти

Стор.11

4. Кількість теплоти:

Δt = t(розчину) − t(води);

Q = C • m(розчину) • Δt;

C = 4,18 Дж/(г • К).

5. Молярний тепловий ефект:

n(речовини) = $\frac{m\left(\mathrm{речовини}\right)}{M\left(\mathrm{речовини}\right)}$; ΔH = $\frac{-Q}{n\left(\mathrm{речовини}\right)}$;

M(CaCl₂) = 40 + 2 • 35,5 = 111 г/моль;

M(NH₄Cl) = 14 + 4 • 1 + 35,5 = 53,5 г/моль;

M(KNO₃) = 39 + 14 + 3 • 16 = 101 г/моль.

6. Порівняння:

Експериментальне значення може відрізнятися від довідникового через тепловтрати та похибки вимірювань.

Підбиваємо підсумки

1. Чи можна сформулювати принцип: під час розчинення яких речовин теплота виділяється, а яких – поглинається?

Загального правила немає: тепловий ефект залежить від природи солі.

2. Чому у формулі для обчислення теплоти використовують масу всього розчину, а не лише води чи розчиненої речовини?

Нагрівається або охолоджується весь розчин, тому використовують його повну масу.

Як це впливає на точність розрахунків?

Це підвищує точність обчислень.

3. Як ви вважаєте, чи зміниться температура розчину, якщо змінити масу розчиненої речовини, але залишити таку саму масу води?

Зі збільшенням маси розчиненої речовини зміна температури зазвичай збільшиться.

4. Які похибки можуть виникнути під час виконання цього експерименту?

Похибки: тепловтрати, неточне зважування, неповне розчинення, запізнення вимірювання температури.

Як їх можна уникнути або зменшити?

Їх зменшують використанням калориметра, швидким вимірюванням і ретельним перемішуванням.

Стор.12

5. Чи використовують у побуті розчинення солей із виділенням теплоти?

Так. Розчинення солей із виділенням теплоти використовують у хімічних грілках і самонагрівних упаковках.

6. Чи впливатиме температура початкової води на кількість теплоти, яка виділяється або поглинається? Обґрунтуйте свою думку.

Початкова температура впливає на тепловтрати й точність вимірювання. Тому в усіх дослідах вода повинна мати однакову початкову температуру.

7. Сформулюйте гіпотезу для пояснення чинників, від яких залежить тепловий ефект розчинення.

Тепловий ефект залежить від природи й маси речовини, виду розчинника, початкової температури та концентрації розчину.

8. Чому саме воду використовують як розчинник для таких експериментів?

Воду використовують, бо вона розчиняє багато солей, безпечна й має відому теплоємність.

Чи можна було б використати інший розчинник?

Інший розчинник використати можна.

Чи змінився б результат експерименту?

Результат змінився б через іншу розчинність і теплоємність.

Стор.13

4. Істинні розчини (§ 4)