Оборудование и реактивы

Калориметр, цилиндры на 25 мл (2 шт.), весы, растворы соляной и азот­ной кислот, гидроксидов натрия и калия с концентрацией 2 моль/л, мензурка на 100 мл, дистиллированная вода, соли КСl и Na₂CO₃.

Опыт 1. Определение энтальпии нейтрализации сильной кислоты щело­чью

Варианты	1	2	3	4
Кислота	HCl	HCl	HNO3	HNO3
Щелочь	NaOH	KOH	NaOH	KOH

Расчет теоретического значения энтальпии нейтрализации

Уравнение реакции нейтрализации:

HCl _(p) + NaOH _(p)  NaCl _(p) + H₂O _(ж)

H⁺_(р) + OH^_(р)  H₂O _(ж)

Расчет энтальпии нейтрализации сильной ки­слоты щелочью ведется по краткому ионному уравнению, которое отражает сущность взаимодействия сильных электролитов.

Выполнение работы

1. Взвесьте внутренний сухой стакан калориметра с точностью до 0,1 г.

2. Налейте в него 25 мл 2н. раствора кислоты и измерьте начальную темпера­туру раствора.

3. Быстро прилейте 25 мл 2н. раствора щелочи, перемешайте и определите ко­нечную температуру смеси  наивысшую температуру раствора.

4. Данные начальной и конечной температуры занесите в таблицу.

Оформление результатов

1. Рассчитайте количество теплоты, которое выделилось при нейтрализа­ции и пошло на нагревание смеси, по формуле:

Q₁ = C_p · _p · V ·t

где: V  суммарный объем раствора, мл;

_p  плотность раствора, для разбавленных растворов принимается рав­ной плотности воды, т.е. 1 г/мл;

С_p  удельная теплоемкость раствора, равная 3,5 Дж/(гК);

t = ( t _кон  t _нач )  разность температур.

Таблица 1

tн	tк	t	Теплота, пошедшая на нагревание смеси				Теплота, пошедшая на нагревание стакана
			Vp	p	Cp	Q1	m	C	Q2

2. Рассчитайте количество теплоты, пошедшее на нагревание стакана, по формуле:

Q₂ = C · m · t

где: m  масса стакана, г;

С  удельная теплоемкость стекла, равная 0,838 Дж/(гК)

3. Рассчитайте экспериментальную энтальпию реакции нейтрализации

одного моль эквивалентов кислоты. Повышение температуры в калориметре свиде­тельствует о том, что энтальпия системы уменьшилась.

где n_э - число моль эквивалентов кислоты, взятое для реакции, которое рассчитывают по формуле: n_э = С_НСl ^. V_HCl

4. Сравните полученный результат с рассчитанным теоретическим значе­нием и вычислите относительную ошибку опыта.

В выводе ответьте на следующие вопросы

1. По изменению температуры опыта укажите, экзо- или эндотермической является реакция нейтрализации сильной ки­слоты щелочью? Какой знак имеет энтальпия этой реакции?

2. Выпишите значения энтальпии нейтрализации, полученные Вашими товари­щами в других сочетаниях «кислотащелочь». Объясните, почему энтальпия нейтрализации сильной кислоты щелочью не зависит от природы кислоты или щелочи и является величиной постоянной.