Задание по вариантам
Вариант |
Соль |
Навеска, г |
Вариант |
Соль |
Навеска, г |
5 |
КCl |
m1 |
7 |
CuSO4 |
m3 |
6 |
KBr |
m2 |
8 |
Na2SO4 |
m4 |
Опыт 3.3.2. Калибровка калориметра по данным
для реакции нейтрализации
При калориметрических измерениях часть тепла рассеивается. Рассчитать эту часть тепла по теплоемкостям деталей калориметра практически невозможно. Поэтому ее нужно находить экспериментально при осуществлении химической реакции с известным тепловым эффектом. Тепловые эффекты химических реакций изучены при стандартных условиях и описаны в справочной литературе.
Чтобы наблюдать стандартные условия, необходимо работать с 1 N растворами HCl, KOH и KCl.
Эксперимент описан в п. 3.2.3. В отличие от п. 3.2.3, в кало-риметр приливается вначале 54 мл 1 N раствора KCl, затем 3 мл 1 N раствора NaOH и после предварительного измерения температуры (набрать 10-12 точек) приливается при перемешивании 3 мл HCl, измеряется температура (10-12 точек) и строится график.
Поскольку при калибровке тепловой эффект известен, а постоянную калориметра мы ищем, то формулу (3.16) преобразуем в виде
k = Q/ΔT – m (NaCl)·c (NaCl), (3.21)
где Q
= Q0·n
(HCl);
= 57,3 кДж/моль; n
(HCl)
– число молей (в об-щем случае
грамм-эквивалентов).
В нашем случае n (HCl) = 3 мл : 1000 мл = 0,003. Масса раствора NaCl равна 60 г, а теплоемкость сNaCl – 4,103 Дж/моль К.
(3.22)
Полученный результат сравнивается с данными, полученными ранее.
Опыт 3.3.3. Определение водного эквивалента калориметра
Если теплое тело погрузить в воду калориметра, повышается не только температура воды, но и температура сосуда и термометра. Необходимо установить теплоемкость калориметра.
Градуированным цилиндром в калориметр налейте 500 мл воды. Отметьте начальную температуру t1 с точностью 0,01 оС, а затем с помощью термометра Бекмана фиксируйте ее в течение 15 мин через каждую минуту. Первоначально уровень ртути должен быть в нижней части калориметра. В стакан налейте 200 мл воды.
На водяной бане нагрейте стакан с 200 мл воды до 90 оС. Установите температуру t2 в стакане с помощью обычного термометра. Когда температура t2 установится, воду из стакана быстро и осторожно, без разбрызгивания, прилейте к воде в калориметре. Воду перемешивайте мешалкой и через каждую минуту отмечайте температуру по термометру Бекмана в течение 15 мин. Количество тепла, отданного теплой водой, составляет
Q = 200 (t2 - t1).
Такое же количество тепла поглощается (500 + К) граммами воды (где К – водный эквивалент калориметра) при повышении температуры смеси на (t3 - t1) градусов.
Следовательно,
500 + К = 200 ((t2 - t1) / (t3 - t1). (3.23)
Величину К определите несколько раз и среднее значение используйте в опытах по определению теплоты реакции нейтрализации и теплоты растворения соли.