Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Uch_posobie (1).doc
Скачиваний:
492
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
2.5 Mб
Скачать

Лабораторная работа 3 Определение теплоты реакции нейтрализации

Цель работы: изучить основные понятия термохимии (экзо- и эндотермические реакции, тепловой эффект, энтальпия, энтальпия образования вещества) , закон Гесса и следствие из закона Гесса.

Задание: провести реакцию нейтрализации и определить повышение температуры. На основании полученных данных рассчитать изменение энтальпии и тепловой эффект реакции. Выполнить требования к результатам работы, оформить отчет, решить задачу.

Теоретическое введение

Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии (чаще всего теплоты). Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими, а с поглощением теплотыэндотермическими. Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называется тепловым эффектом реакции. Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном давлении, равен изменению энтальпии системы ΔН. При экзотермической реакции энтальпия системы уменьшается (ΔН < 0), а при эндотермической – энтальпия системы увеличивается (ΔН > 0).

Если исходные вещества и продукты реакции находятся в стандартном состоянии, то в этом случае энтальпию реакции называют стандартной и обозначают ΔН0.

Определение тепловых эффектов может быть осуществлено опытным путем с помощью калориметра или путем вычислений. В основе термохимических расчетов лежит закон Гесса: тепловой эффект химической реакции (т. е. изменение энтальпии ΔН) зависит только от начального и конечного состояния участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Часто в термохимических расчетах применяют следствие из закона Гесса: энтальпия химической реакции равна сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов. Например, стандартная энтальпия реакции nА + mВ → рС + qD рассчитывается по формуле

ΔН 0х..р == ( р Δ f Н 0 С + q Δ f Н 0 , D) − ( n Δ f Н 0 А + mΔ f Н0B),

где Δ f Н0 – стандартная энтальпия образования вещества.

Стандартной энтальпией образования вещества называется стандартная энтальпия реакции образования 1 моль данного вещества из простых веществ.

Выполнение работы

Любая реакция нейтрализации сильной кислоты щелочью сводится к процессу

Н+ + ОН → Н2О

Для определения теплового эффекта реакции можно воспользоваться упрощенным калориметром, состоящим из трех стаканов – внешнего и двух внутренних.

В сухой внутренний стакан калориметра с помощью мерного цилиндра налить 25 мл 1 н раствора щелочи. В другой сухой стакан налить 25 мл 1 н раствора серной кислоты. Опустить в раствор щелочи термометр. Записать температуру и, не вынимая термометр из стакана, быстро влить кислоту в щелочь. Осторожно помешивая раствор термометром, отметить и записать максимальную температуру. Эту температуру считать конечной.

Требования к результатам работы:

Полученные данные занести в таблицу.

Данные опыта и результаты расчетов Таблица 3.1

Температура Т, К

Изменение энтальпии

∆Н, кДж

∆Н0нейтр.практ, кДж/моль

∆Н0нейтр. теор,

кДж/моль

Относит. ошибка опыта

Е, %

началь-ная

конечная

Вычислить (все вычисления пояснить словами):

1. Изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле

ΔH = −V ∙ ρ ∙ c ∙ ΔТ,

где V – общий объем раствора, мл; ρ– плотность раствора г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/г ∙ К; ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а

теплоемкость его − равной теплоемкости воды, т. е. 4,18 Дж/г ∙ К.

2. Тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н0нейтр.практ в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л (1000 мл) раствора, а для реакции было взято 25 мл, то

3. Теоретическое значение изменение энтальпии реакции нейтрализации для уравнения Н+ + ОН → Н2О. Энтальпии образования Δ f Н0 Н+, ОH и Н2О соответственно равны 0, -230,2 и -285,8 кДж/моль.

4. Относительную ошибку опыта (Е)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]