Опыт 3.3.4. Определение теплоты разложения перекиси водорода

Отмерьте мерным цилиндром 50 мл перекиси водорода (3 % H₂O₂) и налейте в стакан емкостью 500 мл. Отмерьте 450 мл воды и налейте в этот же стакан. После перемешивания в цилиндре на 500 мл отмерьте раствор перекиси водорода объемом 400 мл. Налейте 400 мл раствора перекиси водорода в калориметр. В течение 10 мин каждую минуту измеряйте температуру t₁ с точностью до 0,01 ^оС. На одиннадцатой минуте в калориметр добавьте навеску MnO₂ (приготовленную лаборантом заранее). Через боковой отросток капсулу с диоксидом марганца (MnO₂) введите в калориметр. Тщательно перемешивайте раствор и в течение 10 мин через каждую минуту определяйте температуру t₂. Изменение температуры Т определите по графику.

Количество тепла, выделяющегося в результате реакции, определяется выражением

(3.24)

где ρ – плотность раствора; – удельная теплоемкость раствора.

Молярную теплоту реакции определите по уравнению

. (3.25)

Опыт 3.3.5. Оценка энтропии растворения соли

Опыт проводится в упрощенном калориметре. Соблюдается последовательность операций, как в опыте 3.3.3, но взять KCl в количестве около 4 г. После проведения опыта необходимо:

а) определить тепловой эффект процесса и пересчитать на моль вещества по формуле

, Дж/моль , (3.26)

где – тепловой эффект, Дж; индекс «с» относится к исследуемой соли; – масса соли, г;

б) рассчитать изменение энтропии процесса. Затем, зная S, H и Т, найти S и G, объяснить возможность самопроизвольного протекания процессов растворения солей.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что изучает химическая термодинамика?

2. Определите понятия функций состояния химической системы.

3. Перечислите параметры состояния химической системы.

4. Что принимается за исходное и конечное состояние химической системы?

5. Как сформулировать I закон термодинамики применительно к химической системе?

6. Какова зависимость между теплотой образования хими-ческого соединения и теплотой его разложения?

7. Сформулируйте закон Гесса как следствие I закона термоди-намики для химической системы.

8. Как можно подсчитать тепловой эффект химической реакции, если известны теплоты образования исходных веществ и продуктов реакции?

9. Вычислите тепловой эффект реакции, пользуясь табл.П 1.7:

Fe₂O₃ (к) + 3 СО (г)  2 Fe (к) + 3 СО₂ (г) + Н.

10. Что такое теплота гидратации? Теплота растворения?

11. Теплота растворения какой соли больше: безводной или кристаллогидрата CuSO₄ ^. 5H₂O?

12. Как рассчитать термодинамическую вероятность взаимодей-ствия в растворе:

Al(OH) + OH  Al(OH)₃?

13. Формула (3.11) устанавливает соотношение между тепловым эффектом (энтальпией) и энтропией процесса. В каких областях температуры (Т  0 и Т   ) будут превалировать эндотермические и экзотермические реакции?