3. Определение теплоты реакции нейтрализации (Qнейтр) проводят по методике предыдущей лабораторной работы или используют табличные данные (по указанию преподавателя).

4. Полученные экспериментальные данные заносят в таблицу (табл.2.1).

5 . Определяют графическим методом действительное изменение температуры в каждом опыте.

6. Рассчитывают теплоту смешения раствора уксусной кислоты с раствором щелочи по формуле:

Q₁ = (m₁c₁ + m₄c₄ +K)Δt₁ ,

где m₁,c₁ – масса и теплоемкость раствора NaOH; m₄,c₄ – масса и теплоемкость раствора CH₃COOH; Δt₁ – действительное изменение температуры при смешивании уксусной кислоты со щелочью.

7. Рассчитывают теплоту разбавления уксусной кислоты по формуле:

Q₂ = (m₃c₃ + m₄c₄ + K)Δt₄ ,

где m₃,c₃ – масса и теплоемкость воды; Δt₄ – истинное изменение температуры при разбавлении уксусной кислоты водой.

8. Рассчитывают теплоту реакции нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия (Qнейтр) по методике предыдущей работы, либо используют справочные данные.

9. Теплоту диссоциации уксусной кислоты рассчитывают по формуле:

Q_дисс = Q₁ – Q_нейтр – Q₂

Полученный тепловой эффект диссоциации уксусной кислоты пересчитайте на 1 моль кислоты:

ΔH= - 1000·Q_дисс /VC,

где V-объем кислоты, мл; С-концентрация кислоты, мольл.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение теплоты диссоциации электролита.

2. Какие процессы протекают при взаимодействии растворов слабой кислоты и сильного основания?

3. Как экспериментально определяют теплоты диссоциации слабых кислот и оснований?

4. Зависит ли тепловой эффект смешения растворов слабой кислоты и сильного основания от природы веществ? Почему?

5. Рассчитайте теплоту диссоциации уксусной и масляной кислот, если теплоты нейтрализации ( смешения с раствором сильного основания) соляной, уксусной и масляной кислот равны, соответственно, - 55,9; -56,1; -57,7 кДж/моль.

6. Какие методы определения постоянной калориметра вам известны?

2.6. Лабораторная работа № 4. Определение теплоты гидратообразования соли

Цель работы: оценить точность калориметрических измерений тепловых эффектов на примере образования кристаллогидрата CuSO₄∙5 H₂О.

Перед выполнением работы проработайте теоретический материал по теме «Закон Гесса, расчет тепловых эффектов химических реакций методом комбинирования термохимических уравнений» по учебникам [[1,гл.ll, §1,2; 2, гл. ll, §6 ]. Предварительно рассчитайте, какое количество кристаллизационной воды содержится в 7,5 г CuSO₄∙5 H₂O.

Теплотой гидратообразования называется количество теплоты, которое затрачивается на образование 1 моль твёрдого кристаллогидрата из твёрдой безводной соли и соответствующего количества воды. Теплоту гидратообра-зования находят расчётным путём, основываясь на законе Гесса и калориметрических данных по теплотам растворения безводной соли и кристаллогидрата в больших количествах воды.

Установим связь между теплотой образования кристаллогидрата и теплотой растворения на примере теплоты образования медного купороса – кристаллогидрата сульфата меди. В начальном состоянии имеем 1 моль кристаллической безводной соли CuSO₄ и n молей H₂O; в конечном – раствор 1 моль CuSO₄ в n молях воды. Переход от начального состояния к конечному состоянию можно осуществить двумя путями:

Ι. CuSO_{4( 63В. )} + nH₂O = CuSO_{4( расвор)} , ΔH_o

2. CuSO_{4( 63В )}+ 5 H₂O = CuSO₄5H₂O_{( 63В. )} , ΔH_гидр

CuSO₄ ∙ 5 H₂O_{( 63В.)}+ (n – 5) H₂O = CuSO_{4(раствор)} , ΔH₁.

Согласно закону Гесса тепловые эффекты в обоих случаях будут равны: ΔH_o=ΔH_гидр.+ΔH₁. Из опытных значений ΔH_o и ΔH₁ можно рассчитать теплоту гидратообразования ΔH_гидр.

Реактивы и оборудование: дистиллированная вода, КСl (тв), CuSO₄∙5H₂O (тв). Калориметр,термометр Бекмана, химический стакан на 500 мл, электроплитка, фарфоровая чашка, эксикатор, бюкс, мешалка, цилиндр на 250 мл, секундомер, воронка.