Дослід 3. Визначення ентальпії реакції нейтралізації.

Згідно теорії електролітичної дисоціації, реакції між розведеними розчинами сильної кислоти і сильної основи зводяться до одного і того ж іонно-молекулярного процесу - утворення молекул води із гідроген-іонів Н⁺ і гідроксид-іонів ОН^- : Н⁺ + ОН^- = Н₂О.

Експериментально це підтверджується однаковим тепловим ефектом таких реакцій, який буде визначено у цьому досліді.

Дослідження проводиться в калориметричній установці, що описана вище (рис.2). До стакану 2 налийте за допомогою циліндру 80 мл 0,5М розчину хлоридної (соляної) кислоти, температура якої близька до кімнатної. Дослід проводьте аналогічно розчиненню солей у воді.

Після закінчення початкового періоду через лійку 6 додайте до розчину кислоти 20 мл 2М розчину гідроксиду натрію. Рідину в калориметрі безперервно перемішуйте. Через вказані проміжки часу фіксуйте значення температури. Візьміть до уваги, що завершення реакції доводиться встановленням рівномірного температурного ходу на заключному етапі.

Використовуючи рівняння (1), розрахуйте ентальпію реакції нейтралізації відносно 1 моля будь-якої із вихідних речовин і виразіть в кДж/моль згідно (4)

(4)

де с_P = 4,18 Дж/(г·К) - теплоємність розчину,

V - об'єм розчину HCl або NaOH, л,

С_М -молярна концентрація розчину HCl або NaOH, моль/л,

m - маса розчину, г,

t - зміна температури з поправкою на теплообмін за графіком (рис. 3).

Маса розчину обчислюється через об'єми (мл) розчинів реагентів та їх густину (г/мл) відповідно молярній концентрації (таблиця ):

m = V_HCl r_HCl + V_NaOH r_NaOH

Таблиця

Густина розчинів (г/см³) соляної кислоти та гідроксиду натрію за температурою 20^оС в залежності від молярної концентрації їх розчинів

CM, моль/л	HCl	CM, моль/л	NaOH
0,2751	1,0032	1,883	1,0758
0,5529	1,0082	2,174	1,0869
0,8338	1,0132	2,470	1,0979
1,117	1,0181	2,773	1,1089

Запишіть термохімічне рівняння реакції нейтралізації з використанням теплового ефекту та ентальпії. Порівняйте результат з теоретичним значенням ентальпії процесу (H⁰₂₉₈ = -55,8 кДж/моль). Розрахуйте похибку досліду у відсотках.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Комплексні сполуки

Необхідні прилади і реактиви: штатив з пробірками, розчини CuSO₄, NH₄OH, Hg(NO₃)₂, KI, BaCl₂, NH₄Fe(SO₄)₂, K₃[Fe(CN)₆], KCNS.

Послідовність виконання роботи

Дослід 1. Утворення комплексних сполук

Підберіть реактиви, необхідні для утворення катіонного [Cu(NH₃)₄]SO₄ і аніонного K₂[HgI₄] комплексів. Отримайте ці солі, відмітьте колір осадів на першій стадії і колір розчинів на другій стадії. Напишіть рівняння реакцій в іонному та молекулярному вигляді. Зробіть висновок про умови перебігу даних реакцій.

Дослід 2. Реакції за участю комплексних сполук

Розчин якої солі потрібно додати до розчину солі [Cu(NH₃)₄]SO₄, щоб отримати осад BaSO₄? Проведіть цей дослід. Напишіть рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді.

Дослід 3. Відмінність подвійних солей від комплексних

Реактивом на іон Fe³⁺ є роданід-іон CNS^-. При взаємодії цих іонів утворюється сполука Fe(CNS)₃ яскраво червоного кольору

Fe³⁺ + 3CNS^-  Fe(CNS)₃

У дві пробірки, в одній з яких є розчин солі NH₄Fe(SO₄)₂, а в іншій - розчин солі K₃[Fe(CN)₆], долийте 1-2 краплі розчину KCNS. В якій пробірці зявилося забарвлення? Чому? Напишіть рівняння реакції дисоціації кожної солі. Яка з них є подвійною сіллю? Вкажіть, чим подвійні солі відрізняються від комплексних.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5