Калориметрическое определение чистоты вещества

калориметр теплоемкость энтальпия стеклование Величина теплоемкости твердого вещества вблизи точки плавления может служить ценным критерием его чистоты. На рис. 12 показано, как меняется теплоемкость вещества в области температур, близких к точке плавления, в зависимости от количества примесей в нем. Пунктирной линией 1 отмечена теплоемкость абсолютно чистого вещества (примеси отсутствуют). Кривые теплоемкостей 2 и 3 реальных образцов вещества, содержащих некоторое количество примесей (в образце 3 количество примесей больше, чем в образце 2), заметно отличаются от кривой 1. Итак, теплоемкость имеющего примеси вещества быстро растет при приближении к точке плавления, причем это возрастание тем больше, чем выше содержание примесей.

Для тех случаев, когда примесь не может образовывать твердых растворов с основным компонентом, зависимость между избыточной удельной теплоемкостью образца по сравнению с теплоемкостью чистого вещества? СР и числом молей примеси n в 1 г основного вещества можно, основываясь на законах разбавленных растворов, приближенно выразить следующей формулой:

где Т₀ — температура плавления чистого вещества, а Т₁ — температура, к которой относится найденное значение избыточной удельной теплоемкости? С_Р. Другой метод вычисления количества примесей связан с определением понижения точки плавления вещества. Из законов идеальных растворов можно вывести следующее соотношение между мольной долей примесей в образце вещества и понижением его температуры плавления по сравнению с температурой плавления чистого вещества:

где N — мольная доля примесей; ?_плН — изменение энтальпии при плавлении одного моля чистого вещества при температуре его плавления Т₀; Т₁ — температура плавления данного образца вещества. Ур-я с достаточной точностью справедливо для реальных разбавленных растворов (кроме систем, образующих твердые растворы). Как видно из второго ур-я для вычисления мольной доли примесей необходимо знать величины ?_плН, Т₀ и Т₁. Наиболее надежными для их определения являются калориметрические методы, позволяющие найти эти величины с высокой точностью из одной только серии измерений, проведенных в процессе плавления вещества. [5].