Лабораторная работа

Тема:	Определение теплового эффекта реакции нейтрализации одноосновной кислоты раствором щелочи.
Цель работы:	Определить тепловой эффект реакции нейтрализации. В результате выполнения работы студенты должны уметь: - определять тепловой эффект реакции нейтрализации; - строить график зависимости температура — время. должны знать: - устройство и правила работы с калориметром;
Приборы, материалы и инструмент	калориметр, химический стакан, раствор щелочи, раствор соляной кислоты.
Порядок выполнения лабораторной работы	Ознакомиться с калориметром. Произвести измерения и расчет теплового эффекта реакции нейтрализации. Ответить на контрольные вопросы. Подготовить отчет и приготовиться к защите лабораторной работы.

Теоретическая часть

Для термохимических измерений пользуются калориметром. Он состоит из наружного стеклянного стакана (1) емкостью 750 мл и сосуда Дьюара (2) без серебряного покрытия емкостью 500 мл; кроме того, в калориметре имеется дифференциальный термометр Бекмана (3); проволочная мешалка из нержавеющей стали (4); изотермическая крышка наружного стакана с отверстием для сосуда Дьюара (5); изотермическая крышка сосуда Дьюара (6) с отверстиями для термометра, мешалки и пробирки (7). Сосуд Дьюара помещается в наружный стакан, от дна которого отделяется пробковой подставкой для термоизоляции. Основной величиной, от которой зависит точность термохимических измерений, является изменение температуры калориметра. Поэтому определение этой величины должно быть произведено с максимальной точностью.

Рис. 1. Калориметр:

Порядок выполнения работы

В стеклянный стакан налейте 240 мл 0,2 н. раствора щелочи, а в другой стакан - 60 мл 1 н. раствора кислоты. Оба стакана с растворами взвесьте на технохимических весах с точностью до 0,1 г и запишите массу стакана с раствором щелочи (m₁) и массу стакана с раствором кислоты (m₂). Раствор щелочи перелейте в сосуд Дьюара, а освободившийся стакан взвесьте на тех же весах с точностью до 0,1 г (m₃). Разность m₁ - m_{2 =}m_щ— масса раствора щелочи. В сосуд Дьюара поместите мешалку, подготовленный термометр Бекмана и закройте крышкой. Перемешивая раствор щелочи мешалкой, в течение 10 мин измеряйте температуру раствора, производя отсчеты через каждую минуту и записывая показания в таблицу.

Время,	Показания	Время,	Показания	Время,	Показания
мин	термометра	мин	термометра	мин	термометра
1		8		15
2		9		16
3		10		17
4		11		18
5		12		19
6		13		20
7		14		21

На одиннадцатой минуте перелейте в сосуд Дьюара раствор кислоты и, продолжая помешивание раствора, производите отсчеты показаний термометра еще 10 мин. Результаты запишите в таблицу. Затем стакан из-под раствора кислоты взвесьте с точностью до 0,1 г (m₄). Разность m₂ - m₄ = m_k - масса раствора кислоты. Масса калориметрической жидкости m = m_щ - m_k

Постройте график температура — время и определите графически изменение температуры t.

Нагревание раствора происходит за счет тепловой энергии, выделившейся при реакции нейтрализации, а также при взаимном разбавлении растворов щелочи и кислоты. Теплотой, расходуемой на нагревание калориметра, можно пренебречь, так как она частично компенсируется теплотой разбавления и, кроме того, по сравнению с теплотой нейтрализации это очень малая величина. Подсчет выделившейся теплоты производите по формуле q=4,18mt, где m - масса калориметрической жидкости, t - изменение температуры калориметрической жидкости.

Для того чтобы определить тепловой эффект реакции нейтрализации, нужно пересчитать выделившуюся теплоту на 1 грамм-эквивалент и, кроме того, учесть, что H= -Q.

Расчет Н проводите по количеству щелочи, так как кислота взята в избытке:

Н = - 4,18 1000 m t

V_щ С_щ

где Н - тепловой эффект реакции, V_щ - объем раствора щелочи, мл; С_щ - нормальность щелочи.

Подсчитайте Н реакции нейтрализации и определите процент ошибки, имея в виду что истинное значение теплового эффекта нейтрализации сильной кислоты щелочью Н = - 55,898 кдж/моль.