Методические указания к лабораторной работе "Определение тепловых эффектов химических реакций" и СРС по теме "Химико-термодинамические расчеты". Сергеева Ц.Б. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

для следующих солей: КСl, KNO
3
, NH
4
Cl, NH
4
NO
3
, K
2
SO
4
и
т.д., т.е. хорошо растворимых солей, теплота растворения
которых не менее 15-20 кдж/моль.
Выполнение работы проводят так, как указано на стр.
8 (определение величины
Δt). Расчет
.раств
H
Δ
производят по
формуле (6) или (7). Рассчитав
о
справ
H
.
Δ
, проводят сравнение
справочной (литературной) и экспериментальной величин.
Определяют в % относительную ошибку опыта.
Опыт 2. Определение теплоты нейтрализации
сильного основания сильной кислотой.
Согласно теории электролитической диссоциации
реакция нейтрализации любой сильной кислоты сильной
щелочью, например:
NaOH + 1/2 H
2
SO
4
= 1/2 Na
2
SО
4
+ Н
2
О;
NaOH + HCl = NaCl + Н
2
О;
KOH + HNO
3
= KNO
3
+ Н
2
О
сводится к одному и тому же процессу Н
+
+ ОН
-
= Н
2
О.
Очевидно, что тепловые эффекты этих реакций должны
быть равны.
Выполнение работы. В мерные колбы (или
цилиндры) наливают по 150 мл 1,0 М растворов
NaOH (КОН) и HCl (HNO
3
). Вносят в сосуд Дьюара 150 мл
раствора щелочи. Ставят рядом с калориметром цилиндр с
раствором кислоты и выдерживают 3-4 мин для
выравнивания температур. Проводят предварительный
период опыта (см. определение величины
Δt). Затем
вливают через воронку кислоту в щелочь (медленно), и при
помешивании проводят главный и заключительный
периоды опыта. Графически определяют
Δt. Рассчитывают
тепловой эффект нейтрализации в кДж/моль. Сравнивают с
литературным значением, равным 55,64 кдж/моль.
Опыт 3. Определение теплоты нейтрализации слабого
основания слабой кислотой.
Теплоты нейтрализации слабых кислот и оснований
отличаются от теплот нейтрализации сильных кислот и
оснований и их величина не является постоянной, она
зависит от природы взятых веществ. Это объясняется тем,
что тепловой эффект нейтрализации сопровождается
тепловым эффектом диссоциации слабой кислоты или
слабого основания. Тепловые
эффекты диссоциации слабых
электролитов различаются как по величине, так и по знаку.
Выполнение работы. Проводят опыт аналогично
опыту 2, только взяв 1М растворы аммиака и уксусной
кислоты. Рассчитывают теплоту нейтрализации в расчете на
1 моль уксусной кислоты. Сравнивают полученное значение
со значением предыдущего опыта.
Опыт 4. Определение теплоты окислительно-
восстановительной реакции.
В опыте изучается тепловой эффект химического
взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди (II):
3CuCl
2
(p) + 2Al (т) = 3Cu (т) + 2 AlCl
3
(р)
Выполнение работы. Наливают в калориметр 300 мл
1М раствора CuCl
2
. Проводят предварительный период
опыта. Всыпают алюминий (0,3 – 0,4 г) в виде мелкой
стружки. Перемешивая содержимое сосуда, проводят
главный и заключительный периоды. Определяют
Δt.
Рассчитывают тепловой эффект реакции в кДж на 1 моль
алюминия. Рассчитывают по табличным данным
о
рх
H
..
Δ .
Сравнивают полученные значения.
Аналогичный опыт можно провести, взяв магний
(кусочки 0,3 – 0,4 г) и 300 мл 1М раствора серной кислоты.
17 18
для следующих солей: КСl, KNO3, NH4Cl, NH4NO3, K2SO4 и                Теплоты нейтрализации слабых кислот и оснований
т.д., т.е. хорошо растворимых солей, теплота растворения         отличаются от теплот нейтрализации сильных кислот и
которых не менее 15-20 кдж/моль.                                 оснований и их величина не является постоянной, она
      Выполнение работы проводят так, как указано на стр.        зависит от природы взятых веществ. Это объясняется тем,
8 (определение величины Δt). Расчет ΔH раств. производят по      что тепловой эффект нейтрализации сопровождается
                                                                 тепловым эффектом диссоциации слабой кислоты или
формуле (6) или (7). Рассчитав ΔH справ
                                  о
                                        . , проводят сравнение
                                                                 слабого основания. Тепловые эффекты диссоциации слабых
справочной (литературной) и экспериментальной величин.           электролитов различаются как по величине, так и по знаку.
Определяют в % относительную ошибку опыта.                            Выполнение работы. Проводят опыт аналогично
     Опыт 2. Определение теплоты нейтрализации                   опыту 2, только взяв 1М растворы аммиака и уксусной
сильного основания сильной кислотой.                             кислоты. Рассчитывают теплоту нейтрализации в расчете на
     Согласно теории электролитической диссоциации               1 моль уксусной кислоты. Сравнивают полученное значение
реакция нейтрализации любой сильной кислоты сильной              со значением предыдущего опыта.
щелочью, например:                                                    Опыт 4. Определение теплоты окислительно-
     NaOH + 1/2 H2SO4 = 1/2 Na2SО4 + Н2О;                        восстановительной реакции.
     NaOH + HCl = NaCl + Н2О;                                         В опыте изучается тепловой эффект химического
     KOH + HNO3 = KNO3 + Н2О                                     взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди (II):
сводится к одному и тому же процессу Н+ + ОН- = Н2О.                  3CuCl2 (p) + 2Al (т) = 3Cu (т) + 2 AlCl3 (р)
Очевидно, что тепловые эффекты этих реакций должны                    Выполнение работы. Наливают в калориметр 300 мл
быть равны.                                                      1М раствора CuCl2 . Проводят предварительный период
     Выполнение работы. В мерные колбы (или                      опыта. Всыпают алюминий (0,3 – 0,4 г) в виде мелкой
цилиндры) наливают по 150 мл 1,0 М растворов                     стружки. Перемешивая содержимое сосуда, проводят
NaOH (КОН) и HCl (HNO3). Вносят в сосуд Дьюара 150 мл            главный и заключительный периоды. Определяют Δt.
раствора щелочи. Ставят рядом с калориметром цилиндр с           Рассчитывают тепловой эффект реакции в кДж на 1 моль
раствором кислоты и выдерживают 3-4 мин для                      алюминия. Рассчитывают по табличным данным ΔH хо. р. .
выравнивания температур. Проводят предварительный
период опыта (см. определение величины Δt). Затем                Сравнивают полученные значения.
вливают через воронку кислоту в щелочь (медленно), и при              Аналогичный опыт можно провести, взяв магний
помешивании проводят главный и заключительный                    (кусочки 0,3 – 0,4 г) и 300 мл 1М раствора серной кислоты.
периоды опыта. Графически определяют Δt. Рассчитывают
тепловой эффект нейтрализации в кДж/моль. Сравнивают с
литературным значением, равным 55,64 кдж/моль.
     Опыт 3. Определение теплоты нейтрализации слабого
основания слабой кислотой.


                           17                                                                 18

Страницы