ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Лабораторная работа
Определение теплового эффекта химической реакции
Цель работы: расчетно-экспериментальным методом опре-
делить тепловой эффект реакции нейтрализации и химической
реакции гидратации соли (сульфата меди).
Задачи работы:
1. Определить изменение температуры в калориметре, рас-
считать количество молей полученной воды и рассчитать тепло-
ту нейтрализации основания сильной кислотой.
2. Определить теплоту растворения безводной соли и кри-
сталлогидрата и по разности на основании закона Гесса вычис-
лить теплоту гидратации безводной соли.
Оборудование и реактивы:
1. Калориметр (схема калориметра приведена в эксперимен-
тальной части работы).
2. Весы и разновесы.
3. Дистиллированная вода.
4. Безводный сульфат меди CuSO
4
.
5. Кристаллогидрат сульфата меди CuSO
4
·5H
2
O.
6. 0,1 н раствор HCl.
7. 0,1 н раствор NaOH.
Теоретическая часть
В результате протекания химической реакции происходит
выделение или поглощение энергии. Обычно эта энергия выде-
ляется или поглощается в виде теплоты. Раздел химической
термодинамики, посвященный изучению тепловых эффектов
химических реакций, называется термохимией.
Количество энергии, выделяемое или поглощаемое системой
в ходе реакции (при T = const и р = const), отнесенное к количе-
ству молей вещества, указанное в уравнении реакции, называет-
ся тепловым эффектом реакции (Q, кДж).
Уравнение химической реакции, в котором приведено значе-
ние теплового эффекта этой реакции (Q) и указаны агрегатные
4
состояния реагентов и продуктов, называется термохимическим.
Химические реакции, протекающие с выделением теплоты в
окружающую среду, называются экзотермическими (Q>0). Хи-
мические реакции, протекающие с поглощением теплоты из ок-
ружающей среды, называются эндотермическими (Q<0).
В термодинамике изменение энергетического состояния сис-
темы описывается величиной энтальпии Н, изменение которой
равно ΔН = Н
кон
– Н
исх
, где Н
кон
– конечное, а Н
исх
– исходное
энергетическое состояние системы. Положительное значение
ΔН получается в том случае, когда Н
кон
> Н
исх
, т.е. когда система
поглощает энергию в ходе процесса (эндотермический процесс).
В случае, когда система выделяет энергию (экзотермический
процесс), т.е. когда Н
кон
Н
исх
., Н имеет отрицательное значе-
ние. Соответственно:
Н = – Q
(1)
Стандартной теплотой (энтальпией) образования сложно-
го вещества (
0
298f
H , кДж/моль) называется количество энер-
гии (теплоты), выделяемое или поглощаемое при образовании
одного моля сложного вещества из простых при стандартных
условиях (р = 10
5
Па и Т = 298 К). Значения стандартных эн-
тальпий образования веществ приведены в справочниках. Стан-
дартные энтальпии образования простых веществ (О
2
, С, Na, Cl
2
и др.), устойчивых при стандартных условиях, условно приняты
равными нулю.
Теплота растворения ΔН
раств.
– количество теплоты, выде-
ляемое или поглощаемое при растворении 1 моля вещества в
определенном большом объеме растворителя.
Теплота гидратации Δ
aq
Н
0
– количество теплоты, которое
выделяет система, присоединяя к 1 моль безводной соли соот-
ветствующее количество воды.
Существует два важнейших закона термохимии.
1. Закон Лавуазье–Лапласа: тепловые эффекты прямой и
обратной реакции (изменение энтальпий) численно равны, но
