تعيين التحليل الحراري للهيدرات بطريقة المزدوج التفاضلي
نظرية التجربة
- ينتزع الماء من خماسي هيدريد كبريتات النحاس كما بالمعادلات التالية:
CuSO4 . 5H2O → CuSO4 . 4H2O + H2O
CuSO4 . 4H2O → CuSO4 . 3H2O + H2O
CuSO4 . 3H2O → CuSO4 . H2O + 2H2O
CuSO4 . 5H2O → CuSO4 + H2O
- بثبوت الضغط تختزل قاعدة الصنف لمثل هذا النظام إلى: F = 3 - P
- يمكن دراسة انتزاع الماء باستخدام مزدوج تفاضلي (1) بوضع أحد أطرافه بهدريد كبريتات النحاس والطرف الآخر بكلوريد الصوديوم وبربط المزدوج بجلفانوميتر حساس وتسخين الملحين بالوعاء نفسه فلن يشير الجلفانوميتر لمرور أي تيار كهربائي ما لم يحدث تفاعل طوري بهدريد كبريتات النحاس.
- على أي حال، سيتواجد لدينا ثلاثة أطوار عند درجة الحرارة التي يحدث عندها تفاعلات الطور السابقة، أي P = 3 ، لذا 0 = F .
- ولهذا ستثبت درجة الحرارة إلى أن ينتهي تفاعل الطور .
- ولكن لن تثبت درجة حرارة كلوريد الصوديوم حيث لا يحدث تغير بطوره ، عندها سيشير الجلفانوميتر إلى مرور تيار كهربائي عند درجة حرارة كل تفاعل طوري لهيدرات كبريتات النحاس.
- سيلاحظ بانتزاع الماء من أحادي الهيدرات لا يتضمن ثبوت درجة الحرارة إذ تلتصق جزيئة الماء الوحيدة بشق الكبريتات بقوى فيزيائية والتي تفقد تدريجياً كلما ازدادت درجة الحرارة .
الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة
- قارورة ديوار Dewar Flask
- قالب نحاسي
- مسحن ومقاومة متغيرة
- مزدوج حراري
- أنبوبتان زجاجيتان رقيقتا الجدران
- خلاط
- جلفانوميتر حساس
- محرار حساس
- خماسي هيدريد كبريتات النحاس
- كلوريد الصوديوم
خطوات التجربة
- يحفر في القالب النحاسي حفرتين وتوضع بهما أنبوبتا الزجاج الرقيقتان.
- يوضع بإحداهما حوالي 1.5 جم من خامس هيدريد كبريتات النحاس وبالثانية كمية مماثلة من مسحوق كلوريد الصوديوم .
- يغمر المزدوج التفاضلي بكلا الملحين ويربط طرفاه بالجلفانوميتر الحساس .
- يحفر القالب النحاسي بحفرة يثبت بها الترمومتر الحساس ثم يعلق القالب النحاسي بقارورة ديوار مع الخلاط وملف المسخن كما بالشكل التالي:
- بتنظيم المغذي الكهربائي إلى المسخن بواسطة المقاومة المتغيرة ترتفع درجة الحرارة داخل قارورة ديوار وبسرعة إلى o90م ومن ثم بمعدل 0.5 إلى 1oم بالدقيقة .
- تلاحظ درجة الحرارة عندما يتحرك مؤشر الجلفانوميتر.
- يمكن الحصول على دقة أكثر باستخدام مزدوج حراري، معاير لقياس درجة الحرارة عوضا عن الترمومتر.