Khimia / Химия / ХИМИЯ НОВЫЕ ЛАБЫ / лаба 6 / 6

Опыт 1. Определение теплового эффекта реакции нейтрализации.

Во внутренний стакан калориметра мы налили при помощи мерного цилиндра 25мл 1М раствора соляной кислоты. Опустили в раствор термометр и измерили температуру с точностью до 0,2°С (t₁).

t₁=22°С

Во второй вспомогательный стакан налили 25мл 1 М раствора щелочи. Быстро прилили раствор щелочи к раствору кислоты. Осторожно перемешали полученный раствор термометром, не вынимая его. Зафиксировали максимальный подъем температуры (t₁).

t₂=29°С

Тепловой эффект реакции нейтрализации рассчитали по полученным данным. Определим сначала общее количество теплоты, выделившееся при нейтрализации 25мл 1 М раствора кислоты щелочью

Q = C Δt (m_щ+m_к)

Q = 4,184 Дж/г*К * 7°С * 50 г = 1464,4 Дж

где m_щ и m_к – массы кислоты и щелочи, г (плотность растворов принимаем равной 1 г/мл); Δt – изменение температуры раствора (Δt = t₁+ t₂ ); С = 4,184 Дж/г*К – теплоемкость раствора (принимаем равной теплоемкости воды).

Подсчитанное количество теплоты надо отнести к 1 молю кислоты

ΔН°пр = (Q*10^-3)/(V*Cm)

ΔН°пр = -(1464,4*10^-3 кДж)/(0,025 л*1моль/л) = -58,57 кДж/моль

где Q – теплота, расходуемая на нагревание раствора, Дж; V – объем раствора кислоты, л; Cm – молярная концентрация раствора кислоты. Полученная величина является практическим тепловым эффектом реакции, полученным на основе экспериментальных данных.

Необходимо написать молекулярное и краткое ионное уравнения реакций нейтрализации сильной кислотой сильным основанием и рассчитать теоретический тепловой эффект реакции ΔН°теор, используя следствие из закона Гесса. Стандартные энтальпии образования найти в справочных таблицах. Определить относительную ошибку опыта.

KOH + HCl = KCl + H₂O

H⁺ + OH⁺= H₂O

H⁺+ H₂O= H₃O⁺

H₃O⁺ + OH¯ = 2H₂O

ΔН°теор = 2*ΔН_{°f H2O} – (ΔН_{°f OH¯} + ΔН_{°f H3O+})

ΔН°теор = -2моль*286 кДж/моль – [-230кДж/моль –286кДж/моль]

ΔН°теор =-55,8кДж

η = (ΔН°теор - ΔН°пр) / ΔН°пр *100% = (-55,8кДж + 58,57кДж)/(-56кДж)*100% = 5%