Лабораторные работы / 1-Лабораторная_Химия_2

Приборы и реактивы

Калориметр, технические весы , пробирки , штатив для проби­рок, химические стаканы, дистиллированная вода, двумолярный (2 М) раствор едкого натра , одно-молярный раствор (I М) серной кислоты H₂SO₄.

Указания к лабораторной работе

Опыты по определению энтальпии химических реакций проводят­ся в калориметрах различной конструкции. В лабораториях исполь­зуется простейший калориметр, который состоит из наружного ста­кана 1 емкостью 500 мл, изотермической крышки 6 наружного стакана , внутреннего сосуда 2 емкостью 250 мл , который сверху закры­вается изотермической крышкой 5 с тремя отверстиями : для стеклянной мешалки 4 , термометра 3 с ценой деления 0,1 °С и пробирки 7 (если пробирка для работы не нужна , то отверстие закрывается пробкой) . В отверстие для пробирки , когда нужно , может встав­ляться воронка .

Опыт 1.

Нейтрализация серной кислоты едким натром в две стадии. Проводить опыт в следующем порядке:

1) в калориметр отмерить 50 мл одномолярного раствора сер­ной кислоты Н₂S0₄;

2) t₁ =;

3) быстро вливаем в кислоту 25 мл двумолярного раствора щело­чи NaOH из сосуда и осторожно перемешиваем полученный раствор кислой соли NаHS0₄ (объем V1);

4) t₂₌

H₂SO₄ + NaOH = NaНSO₄ + H₂O DH₁ = 40,90 (1)

где DH₁ - теплота реакции;

5) Dt₁ = t₂ – t₁=31,968-22=9,968 и объем V₁=75 мл;

6) к полученному раствору NaНSO₄ быстро прилить оставшиеся 25 мл раствора щелочи, t₃₌. В данном случае кислая соль превращается в среднюю по реакции NaHSO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + H₂O DH₂ = 16,97 (1)

где DH₂ - теплота реакции;

7) определить разность температур Dt₂ = t₃ – t₂₌ и объем V_2=88,75 мл;

8) результаты опыта занести в табл. 1;

Таблица 1

________________________________________________________________

| Объем раствора, мл | Разность | Плотность | Теплоемкость | Наблюдаемая |

|__________________|темпера- | раствора, | Дж/(г.К) | теплота, |

| H₂SO₄ | NaOH | тур, С | г/моль | | кДж/моль |

|________________________________________________________________|

| 50 | 25 | 22 | 1.09 (V1) | 5.02 (V1) | 40,90 |

| | 25 | _31,968 | 1.12 (V2) | 6.28 (V) | 16,97 |

|________________________________________________________________|

Опыт 2.

Нейтрализация серной кислоты едким натром одну стадию. Проводить опыт в следующем порядке:

1) в калориметр отмерить 50 мл одномолярного раствора сер­ной кислоты Н₂S0₄;

2) t₄₌

3) быстро (и без потерь) влить в кислоту 50 мл двумолярного раствора щело­чи NaOH из сосуда и осторожно перемешать полученный раствор средней соли Nа₂S0₄;

4) t₅=,

H₂SO₄ + 2 NaOH = Na₂SO₄ + 2 H₂O : DH₃ (3)

где DH₃ - теплота реакции;

5) Dt₃ = t₅ – t₄₌ и объем V₃ =88,75

6) результаты опыта занести в табл. 2;

Таблица 2 ________________________________________________________________

| Объем раствора, мл | Разность | Плотность | Теплоемкость | Наблюдаемая |

|__________________|темпера- | раствора, | Дж/(г.К) | теплота, |

| H₂SO₄ | NaOH | тур, С | г/моль | | кДж/моль |

|________________________________________________________________|

| 50 | 50 | 8,64 | 1.12 | C3 = 6.28 | 53,93 |

|________________________________________________________________|

9) вычислить энтальпию (DH₁, DH₂, DH₃) реакции нейтра­лизации по формуле:

DH = V * d * C * Dt * 10 * 0.001,

10) DH₁ + DH₂ =57,87;

11) сравнить значение суммарной теплоты реакции DH₁ + DH₂ со значением DH₃ и сделать соответствующие выводы;

DH₁ + DH₂ > DH₃

57.8>53.93

Энтальпия первого опыта больше чем энтальпия второго, следовательно в первом случае химическая реакция протекла быстрее.

12) вычислить абсолютную и относительную ошибки определения теплоты реакции (3);

13) записать уравнение реакции (1, 2 и 3) в виде термохимических уравнений.

H₂SO_4(ж) + NaOH_(ж) = NaНSO₄ + H₂O_(ж) +40,90 кДж (Q) (реакция экзотермическая)

NaHSO_4(ж) + NaOH_(ж) = Na₂SO_4(ж) + H₂O_(ж) +16,97 кДж (Q) (реакция экзотермическая)

H₂SO_4(ж) + 2 NaOH_(ж) = Na₂SO_4(ж) + 2 H₂O_(ж) +53,93 кДж(Q) (реакция экзотермическая)