Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «массовая доля растворенного вещества».

2. Дайте определение молярной концентрации и молярной концентрации эквивалента.

3. Вычислите молярные массы эквивалентов и факторы эквивалентности в реакциях полной нейтрализации следующих веществ: HNO₃;NH₃;H₂SO₄;KHSO₄;Na₂CO₃.

4. Рассчитайте количество HNO₃для нейтрализации 5,3 гNa₂CO₃.

5. Что такое жесткость воды, как ее рассчитать.

6. В чем сущность метода определения жесткости воды титрованием?

7. Рассчитайте общую жесткость воды, если в 100 дм³содержится 4 г ионов Са²⁺и 2,4 г ионовMg²⁺.

Лабораторная работа № 3. Закономерности химических процессов

Цель: Определить изменение энтальпии при протекании химической реакции.

Тепловой эффект процесса (q) можно рассчитать по формуле

q=ΔT^. m^.C, (3.17)

где = ΔT– разность между конечной и начальной температурой системы, К; m– масса исследуемой системы, кг;^.C– удельная теплоемкость системы, Дж/кг.

Теплоемкость данной системы выражается уравнением:

С = C₁ m₁ + C₂ m₂, (3.18)

где C₁ и m₁ – удельная теплоемкость и масса реакционного сосуда, C₂ и m₂ – удельная теплоемкость и масса исследуемого раствора. Виду низкой теплопроводности стеклянного сосуда, первой составляющей в упрощенных опытах пренебрегают.

Для определения ΔTиспользуют калориметры – лабораторные приборы, в которых сведен к минимуму обмен системы теплотой с окружающей средой. На рис. 3 приведена схема простейшего калориметра.

Рис. 3. Схема калориметра: 1 – корпус; 2 – реактор;

3 – воронка; 4 – мешалка; 5 – термометр

Выполнение опыта. Отмерить цилиндром и вылить в реактор 50 см³раствораH₂SO₄(С_н= 1 моль/дм³). Перемешивая раствор с постоянной интенсивностью регистрировать температуру каждые 30 секунд в течение всего опыта. Температуру измерять с точностью до 0,5°. Через 2 минуты добавить в реактор 50 см³раствораNaOH(С_н= 1 моль/дм³). Регистрацию температуры продолжать еще 3 минуты. Данные наблюдений занести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Зависимость температуры раствора от времени

τ, с	30	60	90	120	150	180	240	270	300
T, oС

По данным таблицы 3.1 построить график в координатах «T – τ». Вид ожидаемой кривой и метод графического определения ΔT представлены на рис. 4 .

Зная ΔT, рассчитать величинуqпо формуле (3.17), приняв теплоемкость раствора равной удельной теплоемкости воды (4,2 кДж/кг).

Рассчитать молярный тепловой эффект реакции нейтрализации (Q_м)

H⁺+OH^–=H₂O

по формуле

Q_м=q^.M/m, (3.19)

где, М – молярная масса воды, m– масса воды, полученной в ходе опыта.

Записать результат

ΔН₂₉₈(Н₂О) = –Q.

Рассчитать погрешность определения, сравнив полученную величину с табличным значением ΔН₂₉₈(Н₂О) = – 57,22 кДж/моль.

Рис. 4. Изменение температуры раствора при протекании

экзотермической реакции в ячейке, теряющей теплоту

в окружающую среду