Давление насыщенного водяного пара при различных температурах

Температура Т, К	Давление водяного пара, кПа	Температура Т, К	Давление водяного пара, кПа	Температура Т, К	Давление водяного пара, кПа
288	1,693	292	2,186	296	2,799
289	1,817	293	2,337	297	2,982
290	1,933	294	2,479	298	3,166
291	2,062	295	2,642	299	3,360

Лабораторная работа 3 определение теплоты реакции нейтрализации Теоретическое введение

Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии (чаще всего теплоты). Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими, а с поглощением теплоты – эндотермическими. 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 и ΔН<0, а при эндотермической – энтальпия системы увеличивается и ΔН>0.

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

Уравнения химических реакций, в которых указаны изменения энтальпии (тепловые эффекты реакций), называются термохимическими уравнениями. Например, термохимическое уравнение

СаО_(К) + Н₂O_(Ж) = Са(ОН)_2(К), ΔН⁰ = -65,3 кДж

показывает, что при взаимодействии 1 моль СаО и 1 моль воды образуется 1 моль Са(ОН)₂ и выделяется количество теплоты, равное 65,3 кДж.

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.

Например, стандартная энтальпия реакции nА + mВ == рС + qD

рассчитывается по формуле

ΔН⁰_х..р = ( р Δ_fН⁰ _С + q Δ_fН⁰ _{, Р} ) − (n Δ_fН⁰ _А + mΔ_fН⁰_B ),

где Δ_fН⁰ – стандартная энтальпия образования соединения.

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

Любая реакция нейтрализации сильной кислоты щелочью сводится к процессу Н⁺ + ОН^‾ = Н₂0 (1)

Поэтому тепловой эффект реакции нейтрализации должен быть постоянным, независимо от взятых кислоты и щелочи.

Выполнение работы

Для определения теплового эффекта реакции можно воспользоваться упрощенным калориметром, состоящим из двух стаканов – внешнего и внутреннего, между которыми имеется изоляция из фольги.

В сухой внутренний стакан калориметра с помощью мерного цилиндра налейте 25 мл раствора серной кислоты. В другой сухой стакан налейте мерным цилиндром 25 мл раствора щелочи. Опустите в раствор кислоты термометр. Запишите температуру и, не вынимая термометр из стакана, быстро влейте в кислоту щелочь. Осторожно помешивая раствор термометром, отметьте и запишите максимальную температуру. Эту температуру считайте конечной.

Требования к результатам работы:

1. Полученные данные занесите в таблицу.

Температура, К		Количество выделившейся теплоты ∆Н, кДЖ	∆Н0нейтр.практ, кДж/моль	∆Н0нейтр. теор, кДж/моль	Относит. ошибка опыта Е, %
начальная	конечная

2. Вычислить:

а) Количество выделившейся при реакции теплоты АН по формуле

ΔH = -VcΔT,

где V – общий. объем раствора, мл; – плотность раствора г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/г ∙ К; ΔT – разность. между конечной и начальной температурами.

Примите плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а тепло емкость его, равной теплоемкости воды, т. е. 4,18 Дж/г ∙ К.

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

в) Теоретическое значение теплоты реакции нейтрализации для уравнения (1). Δ_fН° образования Н⁺, ОH^‾ и Н₂0 соответственно равны 0, -230,2 и -285,8 кДж/моль.

г) Относительную ошибку опыта (Е):