Теоретические основы второй части работы

Теплотой нейтрализации называется экзотермический тепловой эффект, сопровождающий реакцию взаимодействия одного моля эквивалента кислоты с одним молем эквивалента основания.

При нейтрализации сильных кислот и оснований теплота нейтрализации почти одинаковая -55,81 кДж/моль при 25 ⁰С. Эта величина представляет собой теплоту образования 1 моля воды из ионов водорода и гидроксила:

.

Таким образом, нейтрализация сильных кислот сильными основаниями фактически сводится к реакции образования воды.

При нейтрализации сильной кислоты слабым основанием, или наоборот, нейтрализация сопровождается одновременной диссоциацией слабого электролита с соответствующим тепловым эффектом. Теплота диссоциации для различных кислот и оснований имеет различную величину и знак, так как является алгебраической суммой эндотермической теплоты диссоциации молекул на ионы и экзотермической теплоты сольватации последних. Поэтому теплота нейтрализации не равна указанной выше величине, а больше или меньше ее, так как складывается из теплоты диссоциации слабого электролита и теплоты образования воды из ионов водорода и гидроксила.

Приборы и материалы: калориметр, термометр Бекмана, мешалка, секундомер, аналитические весы, две мерные колбы, растворы HCl, Н₂SO₄, НNO₃, СН₃СООН, КОН, NaОН, NH₄ОН концентрацией 0,1 М вещества эквивалента.

Порядок выполнения работы

Работа состоит из двух одинаковых опытов: исследование реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием и исследование реакции нейтрализации, когда один из реагентов – слабый электролит.

1. Получить от преподавателя задание по виду реакции нейтрализации с указанием объемов растворов.

2. Налить в мерные колбы растворы кислоты и основания и поставить их в термостат. Через 10-15 мин раствор кислоты влить в калориметр и, перемешивая, в течение 10 мин записывать показания термометра Бекмана через одну минуту. Не прерывая отсчетов времени и перемешивания, влить в калориметр раствор основания и еще в течение 10 мин записывать показания термометра Бекмана.

3. Результаты экспериментов представить в следующей форме:

объем и формула растворов:

кислоты,

основания.

Значения измеренной температуры записать в виде табл.

Таблица 2

Замер	Время от начала опыта, τ, мин	Температура, t, 0С
1 2 3 . . . и т.д.

4. По уравнениям (1), (2), (3) и (4) рассчитать теплоту нейтрализации. Изменение температуры ΔT определить графически. Коэффициент пересчета , где n – число молей эквивалента кислоты (или основания), взятых для проведения реакции.

5. Значение константы калориметра W взять в работе 1.

6. Рассчитать ΔН реакции нейтрализации по справочным данным. Полученный результат сравнить с экспериментальным.

Контрольные вопросы

1. Что изучает термохимия?

2. Основной закон термохимии.

3. Что называется калориметрией?

4. Что называется тепловым балансом?

5. Что называется константой калориметра?

6. Назначение термометра Бекмана. Устройство термометра Бекмана.

7. За счет чего изменяется температура раствора?

8. Чем отличается физический процесс от химического?

9. Что называется теплотой нейтрализации?

10. Чему равна теплота нейтрализации сильной кислоты сильным основанием?

11. Что называется теплотой диссоциации? Как, используя результаты расчетов теплоты нейтрализации по экспериментальным данным, определить теплоту диссоциации?

РАБОТА 2