26

2.2.Експериментальна частина

2.2.1.Визначення теплоти нейтралізації

Згідно з теорією електролітичної дисоціації реакція між розведеними розчинами сильної кислоти і сильної основи зводиться до утворення води із Н+ і ОН− − іонів незалежно від того, які сильні кислоти або сильні основи були взяті. Тому тепловий ефект утворення води завжди буде один і той же:

Н+(р) + ОН− (р) = Н2О (р), ∆Нутв. = -56,9 кДж/моль.

Тепловий ефект зворотної реакції − дисоціації води на Н+ і ОН−-іони − дорівнює теплоті нейтралізації, взятої із зворотним знаком, тобто ∆Ндис. = - 56,9 кДж/моль. Однак при змішуванні розчинів сильної кислоти і слабкої основи, або навпаки, слабкої кислоти і сильної основи тепловий ефект нейтралізації супроводжується тепловим ефектом гідратації іонів. У таких випадках сумарний тепловий ефект може бути меншим чи більшим 56,9 кДж/моль.

Дослід 2.1. Визначити теплові ефекти 8 реакцій нейтралізації, взявши 1н розчини кислот НСl, НNО3, Н2SО4, СН3СООН і основ NаОН і NH4ОН. Як калориметр використовувати суху склянку з теплозахисною оболонкою або посудину Д'юара (із термоса).

Зібрати калориметричну установку, як показано на рис. 2.1. Мірними циліндрами відміряти 100 мл розчину кислоти і 100 мл розчину лугу, вилити їх у конічні колби на 250 мл. Через 5-7 хвилин точним термометром виміряти температуру кожного розчину з точністю до 0,1°С. Якщо температура не змінюється, записати показники термометра до таблиці 2.1.

Термометр помістити в калориметр, одночасно швидко вилити розчини кислоти і лугу й, помішуючи мішалкою безперервно, стежити за показниками термометра. Зазначити, підвищується чи знижується температура. Максимальне значення температури занести до таблиці (tк). На цьому дослід закінчується. Розрахунки вести в такій послідовності:

1. Обчислити величину зміни температури ∆t = tк - tп. Обчислити кількість теплоти о за формулою:

Q = С m (tк - tп),

зауваживши, що густина реакційної суміші дорівнює 103 кг/м3 (1 г/см3), а С − питома теплоємність 4,184 103 Дж/(кг град) (1 кал/г град).; m − маса реакційної суміші.

3. Обчислити кількість молів води, що утворилася в результаті нейтралізації, і перерахувати тепловий ефект нейтралізації на 1 моль.

27

Рис. 2.1. Калориметрична установка: 1 − ебонітна підставка; 2 − зовнішня склянка; 3 − внутрішня склянка (власне калориметр); 4 − точний термометр; 5 − мішалка; 6 − кришка

Таблиця 2.1. Дослідні дані, отримані при визначенні теплового ефекту реакції нейтралізації

4.Внести до таблиці дані вимірювань і розрахунків теплових ефектів 6 реакцій, виконаних у групі.

5.Порівняти всі результати і зробити висновки.