Химия методичка и подготовка к лабам / Методички по лабам / Энергетика

4

Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский университет»

Кафедра «Технологии металлов»

ХИМИЯ

Энергетика химических процессов.

Определение теплового эффекта реакции нейтрализации.

Методические указания для лабораторных работ студентов

Могилев

2006

Составители: Николаева Н. Л.

Энергетика химических процессов. Определение теплового эффекта реакции нейтрализации. Методические указания для лабораторных работ студентов. – Могилёв: Белорусско-Российский университет, 2006. – 4 с.

Студентам предлагается провести реакцию нейтрализации раствора гидроксида натрия раствором соляной кислоты, с помощью термометра измерить температуру до и после реакции, а затем рассчитать тепловой эффект этого процесса.

Одобрено кафедрой «Технология металлов» 2006 г., протокол №

Рецензент Пацей В.Ф.

Ответственный за выпуск Ловшенко Г. Ф.

1. Цель работы: приобрести навыки работы с технохимическими весами, мерной посудой (бюреткой и мерным цилиндром) и калориметром; научиться определять тепловой эффект реакции нейтрализации и рассчитывать процент относительной ошибки.

2. Оборудование и реактивы: калориметр, состоящий из двух стаканов, бюретка, технохимические весы, мерный цилиндр, термометр с ценой деления 0,1⁰ С, стеклянная палочка, 1н растворы соляной кислоты и гидроксида натрия.

3. Ход работы:

Сухой внутренний стакан калориметра объемом 100 мл взвесить с точностью до 0,01 г на технохимических весах. Налить в него с помощью бюретки 25 мл 1н раствора соляной кислоты. Стакан поставить в калориметр для уменьшения теплопотери (калориметр состоит из двух стаканов, вставленных один в другой).

Мерным цилиндром отмерить 25 мл 1н раствора щелочи NaOH. Опустить в раствор HCl термометр и отметить начальную температуру кислоты t₁.

Не вынимая из раствора термометр, быстро, но аккуратно, вылить раствор щелочи в кислоту. Осторожно помешивая раствор стеклянной палочкой или термометром, отметить максимальную температуру полученного раствора t₂.

Внутренний стакан калориметра по окончании опыта взвесить.

4. Содержание отчета:

Отчет должен содержать краткое описание опыта и уравнение реакции, протекающей между гидроксидом натрия и соляной кислотой.

Экспериментальные данные должны быть занесены в таблицу, а производимые расчеты записаны под ней.

Масса внутрен-него стакана, г m1	Масса внутрен-него стакана c раствором, г m2	Масса раствора, г m m1 – m2	HCl		NaOH		t1	t2	ΔН
			Объем, мл	Конц	Объем, мл	Конц

По полученным данным следует произвести расчеты:

1. По начальной и конечной температурам раствора и его массе вычислить количество тепла, выделившегося при реакции:

Q = m _* ( t₂ – t₁)

Относительную плотность раствора принять равной I , а теплоемкость раствора – равной теплоемкости воды, т.е. единице. Теплотой, расходуемой на нагревание калориметра, можно пренебречь, т.к. она незначительна.

2. По полученным результатам рассчитать тепловой эффект реакции нейтрализации: т.к. кислота однонормальная (1н раствор), то в 1000 мл раствора содержится один моль эквивалентов HCl, следовательно в 25 мл ее раствора – 0, 025 моль - экв.

Тепловой эффект реакции относится к одному молю воды:

ΔН_нейтр = – (кал/моль) или ΔН_нейтр = – * 4,18 (Дж/моль)

3. Определить процент ошибки опыта, если известно, что при нейтрализации одного моль эквивалента сильной кислоты таким же количеством сильной щелочи выделяется 13,7 ккал тепла (57,4 кДж).

4. Объяснить причину возникновения погрешности.