Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
Например, реакция нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия в
ионной форме может быть написана следующим образом:
H
+
+ Cl
-
+ Na
+
+ OH
-
= Na
+
+ Cl
-
+ H
2
O
.
При расчете на 1 моль эквивалентов при 18
о
С теплота нейтрализации равна -
55.9 кДж. Эта теплота соответствует реакции образования одного моль жидкой
H
2
O из гидратированных ионов водорода и гидроксила: H
+
+ ОН
-
= H
2
O
(ж )
. В том
случае, когда кислота или щелочь (или и кислота , и щелочь) являются слабыми
электролитами, при нейтрализации будет выделяться не 55.9 кДж/моль, а другое
количество энергии. Здесь помимо теплоты нейтрализации будет выделяться или
поглощаться теплота диссоциации слабого электролита . Например, для
уксусной кислоты при комнатной температуре теплота нейтрализации равна -
56.07 кДж/моль.
Теплоту диссоциации слабой кислоты ∆ H
дис.
легко вычислить, зная теплоты
нейтрализации слабой (∆H
нейтр .1
)
и сильной (∆H
нейтр .2
) кислот и применяя закон
Гесса.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Теплоту диссоциации слабой кислоты находят по теплоте ее нейтрализации и
теплоте нейтрализации сильной кислоты . Работа состоит из трех этапов:
1. Определение теплоемкости калориметрической системы.
2. Определение теплоты нейтрализации слабой кислоты .
3. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты .
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Этап 1. Определение теплоемкости калориметрической системы.
См . задание 1: статья “Термометр Бекмана” и этап 2.
Этап 2. Определение теплоты нейтрализации слабой кислоты.
Вместо воды в калориметр наливают 400 мл 0,1 М раствора одноосновной
слабой кислоты (СН
3
СООН , НСООН ), а в стеклянную пробирку – 10 мл 4 М
NaOH. Размешивая, регистрируют температуру термометром Бекмана с
интервалом 30 с в течение 5-6 мин (начальный период). Затем, не прекращая
перемешивания, выливают в калориметр из пробирки щелочь. Фиксирование
температуры продолжают еще 6-7 мин.
Этап 3. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты.
В калориметр наливают 400 мл 0, 1 М раствора одноосновной сильной
кислоты (HCl, HNO
3
) и проводят опыт аналогично этапу 2.
При выполнении данной работы необходимо соблюдать правила техники
безопасности при обращении с концентрированными кислотами и щелочами.
ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ 
                                                                                           15
Н априме р, ре ак ция не йтрализации со ляно й к исло ты гидро к сидо м натрия в
ио нно й фо рме мо ж е тб ытьнаписана сле дую щ им о б разо м:
                          H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O.
При расче те на 1 мо льэк вивале нто в при 18 о С те пло та не йтрализации равна -
55.9 к Д ж . Э та те пло та со о тве тствуе т ре ак ции о б разо вания о дно го мо льж идк о й
H2O из гидратиро ванных ио но в во до ро да и гидро к сила: H+ + ОН - = H2O(ж ). В то м
случае , к о гда к исло та или щ е ло чь(или и к исло та, и щ е ло чь) являю тся слаб ыми
эле к тро литами, при не йтрализации б уде т выде ляться не 55.9 к Д ж /мо ль, а друго е
к о личе ство эне ргии. З де сьпо мимо те пло ты не йтрализации б уде твыде лятьсяили
по гло щ аться те пло та диссо циации слаб о го эле к тро лита.            Н априме р,   для
ук сусно й к исло ты при к о мнатно й те мпе ратуре те пло та не йтрализации равна -
56.07 к Д ж /мо ль.
      Т е пло ту диссо циации слаб о й к исло ты ∆Hдис. ле гк о вычислить, зная те пло ты
не йтрализации слаб о й (∆Hне йтр.1) и сильно й (∆Hне йтр.2) к исло т и приме няя зак о н
Ге сса.

                                П О СТАН О ВК А ЗАД АЧ И
     Т е пло ту диссо циации слаб о й к исло ты нахо дятпо те пло те е е не йтрализации и
те пло те не йтрализации сильно й к исло ты. Раб о та со сто итиз тре х этапо в:
     1. Опре де ле ние те пло е мк о сти к ало риме триче ск о й систе мы.
     2. Опре де ле ние те пло ты не йтрализации слаб о й к исло ты.
     3. Опре де ле ние те пло ты не йтрализации сильно й к исло ты.

                        М ЕТО Д И К А ВЫ П О Л Н ЕН И Я Р АБО ТЫ

     Этап 1. О п ред елени е теп лоемк ости к алори метри ч еск ой си стемы.
     См. задание 1: статья“Т е рмо ме тр Бе к мана” и этап 2.

      Этап 2. О п ред елени е теп лоты ней трали зац и и слаб ой к и слоты.
      В ме сто во ды в к ало риме тр наливаю т 400 мл 0,1 М раство ра о дно о сно вно й
слаб о й к исло ты (СН 3СООН , Н СООН ), а в сте к лянную про б ирк у – 10 мл 4 М
NaOH. Разме шивая,           ре гистрирую т те мпе ратуру те рмо ме тро м Бе к мана с
инте рвало м 30 с в те че ние 5-6 мин (начальный пе рио д). З ате м, не пре к ращ ая
пе ре ме шивания, выливаю т в к ало риме тр из про б ирк и щ е ло чь   . Фик сиро вание
те мпе ратуры про до лж аю те щ е 6-7 мин.

       Этап 3. О п ред елени е теп лоты ней трали зац и и си льной к и сло   ты.
       В к ало риме тр наливаю т 400 мл 0, 1 М раство ра о дно о сно вно й сильно й
к исло ты (HCl, HNO3) и про во дято пытанало гично этапу 2.
       При выпо лне нии данно й раб о ты не о б хо димо со б лю датьправила те хник и
б е зо пасно сти при о б ращ е нии с к о нце нтриро ванными к исло тами и щ е ло чами.

                  О БО Р У Д О ВАН И Е, Р ЕАК ТИ ВЫ И М АТЕР И АЛ Ы

Страницы