ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
9
приборах изучаемый процесс осуществляется в калориметриче-
ском сосуде, который защищен от потерь тепла и снабжен чув-
ствительным термометром для измерения температуры.
Для определения теплот реакций, протекающих в растворах,
можно использовать упрощенный калориметр. Принципиальная
схема калориметра с обозначение его деталей изображена на
рис. 1.
Опыт 1. Определение энтальпии (теплового эффекта)
нейтрализации сильного основания сильной кислотой
Во внутренний стакан калориметра наливаем 25 мл 0,1 н
раствора NaOH, измеряем температуру раствора с точностью до
0,1
о
С при помощи термометра. Отмеряем 25 мл 0,1 н раствора
HCl.
Быстро и аккуратно вносим раствор кислоты в калоримет-
рический сосуд с раствором щелочи через сухую воронку при
непрерывном перемешивании. Перемешивая раствор мешалкой,
измеряем температуру через каждые 10 секунд до плавного из-
менения температуры и ее постоянства. Если в течение не-
скольких минут температура не меняется, то опыт заканчиваем
и вносим показания термометра в таблицу 1.
Таблица 1
τ, c
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
t,
о
С
Строим график «Температура – время», отметив по оси ор-
динат температуру, а на оси абсцисс – время. На рис. 2 приведен
примерный вид этого графика.
В ходе опыта наблюдаем три периода: 1) температура по-
вышается, так как идет экзотермическая реакция нейтрализа-
ции; 2) температура стабилизируется и некоторое время остает-
ся постоянной; 3) температура понижается из-за рассеивания
тепла.
В резу
льтате проведения данного опыта необходимо опре-
10
делить Δt (t = t
к
– t
н
) – изменение температуры реакционной
смеси. За t
к
принимаем то время, при котором наблюдали самую
высокую температуру реакционной среды, чтобы его опреде-
лить, проводим экстраполяцию плавного линейного хода темпе-
ратуры конечного периода к моменту начала реакции (рис. 2 ).
Пересечение этой прямой и оси температур дает t
к
. Начальная
температура t
н
– это среднеарифметическая температура кисло-
ты и щелочи.
Определяем тепловой эффект реакции нейтрализации.
Плотность раствора равна 1 г/см
3
, его удельная теплоемкость –
теплоемкость воды, т.е. 4,184 Дж/г·град, а удельная теплоем-
кость стекла 0,753 Дж/г·град.
HCl NaOH
4,184Qm m t ,
где
NaOH
m – масса NaOH,
HCl
m – масса HCl,
t = t
к
– t
н
,
t
к
– конечная температура,
t
н
– начальная температура.
Составляем уравнение реакции нейтрализации. Рассчитыва-
Рис. 2. Изменение температуры при растворении соли
t
к
t
н
мин
Т,
°С
