Тепловые эффекты взаимодействия полимеров с жидкостями

Одной из важнейших физико-химических характеристик процесса взаимодействия полимеров с жидкостями является значение теплоты смачивания полимера жидкостью или теплоты растворения полимера в этой жидкости.

Тепловой эффект, сопровождающий процесс растворения вещества в жидкости, отнесенный к одному молю растворяемого вещества, называется молярной теплотой растворения. Тепловой эффект, отнесенный к 1 кг растворяемого вещества, называется удельной теплотой растворения.

Различают интегральную и дифференциальную теплоты растворения. Интегральной теплотой растворения называется тепловой эффект, сопровождающий процесс растворения 1 моля или 1 кг вещества в данном количестве растворителя. Дифференциальной теплотой растворения - тепловой эффект, сопровождающий процесс растворения навески вещества в единице объема раствора. Экспериментально определяются обычно интегральные характеристики процесса растворения.

Приборы, предназначенные для измерения тепловых эффектов процессов называют калориметрами. Схема калориметра с оболочкой, позволяющей поддерживать неизменной температуру окружающей среды (изотермический калориметр) представлена на рис. 5.11. Калориметр состоит из калориметрического стакана 1, в который помещается в ампуле 8 исследуемое вещество, и защитной оболочки 2, уменьшающей тепловое взаимодействие калориметра с окружающей средой. Температура оболочки поддерживается постоянной или меняется в заданном режиме (например, с постоянной скоростью). Калориметрический стакан заполняется калориметрической жидкостью (например, керосином) ставится на теплоизолирующую прокладку 3 и закрывается теплоизолирующей крышкой 4. Заданный температурный режим в калориметрическом стакане поддерживается с помощью нагревателя 7, термометра Бекмана 6 и пропеллерной мешалки 5

Изменение температуры калориметрической жидкости во времени может иметь вид, представленный на рис. 5.12.

Из графика видно, что весь опыт может быть разделен на три периода: Начальный, главный и конечный. В начальном периоде устанавливается теплообмен калориметра с окружающей средой. В главном периоде изменение температуры происходит за счет исследуемого процесса. Его продолжительность и величина определяются графически (пояснения даны на рис. 5.12). В конечном периоде снова должно наблюдаться равномерное падение или подъем температуры. Калориметрический эффект рассчитывается по значениям, снятым с графика и известной теплоемкости калориметрической жидкости.