Расчеты:
Вывод:
Задания для самостоятельной работы
1) Вычислите объем раствора азотной кислоты с концентрацией 0,065 моль/л, необходимый для титрования раствора, содержащего 0,1 г гидроксида калия.
2) Раствор муравьиной кислоты массой 2,32 г разбавлен водой до 100 мл. На титрование 10 мл разбавленного раствора затрачено 7,2 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,15 моль/л. Рассчитайте массовую долю муравьиной кислоты в исходном растворе.
Занятие 3.
Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.
I начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса. Дата_________ Лабораторная работа № ______ Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.
Цель работы: Научиться калориметрически определять энтальпии химических реакций.
Приборы, оборудование и реактивы: Лабораторный калориметр, термометр с ценой деления 0,1о, мерные цилиндры, растворы кислоты и основания.
Сущность работы:
Теплота реакции нейтрализации определяется калориметрически по измеренному изменению температуры и рассчитанной теплоемкости системы.
Лабораторный калориметр
Энтальпия реакции нейтрализации, протекающей между сильными одноосновными кислотами и сильными однокислотными основаниями практически не зависит от их природы, так как реально в растворах протекает одна и та же реакция:
Н+(aq) + ОН–(aq) = Н2О(ж) ; DН°r = -57,3 кДж/моль.
В случае реакции нейтрализации слабых кислот и слабых оснований такого постоянства не наблюдается, так как часть теплоты расходуется на ионизацию слабой кислоты и слабого основания.
Ход работы.
1. Измеряют температуру исходных растворов.
Мерным цилиндром переносят требуемый объем щелочи в колориметрический стакан и измеряют температуру раствора.
Мерным цилиндром отмеривают такой же объем кислоты и измеряют температуру
2. Измеряют максимальную температуру после сливания растворов.
Экспериментальные данные.
№ опыта |
Температура раствора, о С |
||
кислоты (исх) |
щелочи (исх) |
после нейтрализации |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|
Концентрации растворов _____
Объемы растворов _____
Плотности растворов________________
Масса калориметрического стакана
Справочные величины
Суд (р-ра) = 4,184 Дж/г×К Суд (стекла) = 0,753 Дж/г × К
Обработка результатов эксперимента
Рассчитывают теплоемкость системы: С = С1 +С2
Теплоемкость раствора С1 рассчитывают по формуле:
С1 = [V(к-ты) × r (к-ты) + V(осн.) × r (осн.) ] × Суд (р-ра)
где V – объемы смешиваемых растворов, мл; r - плотность растворов, г/мл;
Суд (р-ра) – удельная теплоемкость раствора,
Теплоемкость стакана C2 рассчитывают по формуле:
C2 = m × Суд (стекла), где m – масса стакана, г; Суд (стекла) – удельная теплоемкость стекла,
Стандартную энтальпию реакции нейтрализации рассчитывают по формуле:
DН°r = -С × DТ/n
где DТ – разница между средним арифметическим значением температур после реакции и средним арифметическим значением температур до реакции;
n - количество вещества воды, образовавшейся в результате реакции.
Экспериментально определенную величину сравнивают со справочным значением, находят абсолютную и относительную ошибку определения:
Абсолютная ошибка: DН°теор – DН°эксп.
Относительная ошибка: ½DН°теор – DН°эксп½ /½DН°теор. ½