- •Методические указания
- •Подписано в печать 06.10.2009. Формат 60х90 1/16.
- •Введение
- •Определение эквивалента и эквивалентной массы металла по водороду
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть Реактивы и посуда
- •Указания по технике безопасности
- •Определение тепловых эффектов химических реакций
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть Методика проведения опытов
- •1 ─ Внешний стакан калориметра; 2 ─ внутренний стакан калориметра;
- •3 ─ Теплоизолирующая прокладка; 4 ─ термометр; 5 ─ мешалка
- •Для некоторых солей и кристаллогидратов
- •Скорость химических реакций. Химическое равновесие
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Памятка для построения графиков
- •Растворы. Определение концентрации раствора
- •Теоретическая часть
- •Способы выражения концентраций
- •Практическая часть
- •Описание прибора
- •Ход работы
- •Формулы для расчета
- •Электролитическая диссоциация. Реакции ионного обмена
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Задания для опытов
- •Водородный показатель. Гидролиз солей
- •Теоретическая часть
- •1. Водородный показатель рН
- •2. Гидролиз солей
- •Практическая часть
- •Окислительно-восстановительные реакции
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Гальванические элементы
- •Теоретическая часть
- •Описание прибора
- •1 ─ Стаканы с растворами: сульфата цинка (а); сульфата меди (б); 2 ─ цинковый и медный электроды; 3 ─ электролитический ключ; 4 ─ токопроводящая проволока; 5 ─ гальванометр
- •Практическая часть
- •Формулы для расчетов
- •Электролиз
- •Теоретическая часть
- •Схемы электролиза некоторых солей
- •1. Электролиз расплава хлорида магния с инертным анодом
- •2. Электролиз раствора нитрата калия с инертным анодом
- •3. Электролиз раствора сульфата никеля с никелевым анодом
- •Практическая часть
- •Указания по технике безопасности
- •Химические свойства металлов
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Оформление работы и выводы
- •Коррозия металлов и борьба с ней
- •Теоретическая часть
- •Основные методы защиты от коррозии
- •Практическая часть
- •Определение временной и общей жесткости воды
- •Теоретическая часть
- •Методы устранения жесткости воды
- •Практическая часть Реактивы, посуда, оборудование
- •Ход исследования
- •Ход исследования
- •Заключение
- •Библиографический список
Практическая часть Методика проведения опытов
Для определения тепловых эффектов процессов, протекающих в водных растворах, используют простейший калориметр, приведенный на рис. 2.1.
5
Рис.2.1. Схема калориметра:
1 ─ Внешний стакан калориметра; 2 ─ внутренний стакан калориметра;
3 ─ Теплоизолирующая прокладка; 4 ─ термометр; 5 ─ мешалка
Так как слой воздуха, находящийся между стенками внешнего и внутреннего стаканов калориметра, является хорошим теплоизолятором, то все тепло, выделяющееся (или поглощающееся) в результате протекания реакции, идет на нагревание (или охлаждение) реакционной смеси и внутреннего стакана калориметра. Экспериментально определяется изменение температуры реакционной смеси, сопровождающее данный процесс. Для этого во внутренний стакан калориметра отмеривают с помощью мерного цилиндра 25–30 мл воды и измеряют начальную температуру tнач. с помощью термометра, который помещают непосредственно в жидкость, следя, чтобы он не касался дна и стенок внутреннего стакана (см. рис.2.1).
Не вынимая термометра из жидкости, во внутренний стакан засыпают сухую соль. Раствор перемешивают мешалкой до полного растворения, следя одновременно за показаниями термометра. Температура в ходе процесса может повышаться или понижаться. Конечную температуру tкон. фиксируют в тот момент, когда столбик термометра останавливается.
Все данные, необходимые для расчетов, сводят в таблицу (форма таблицы дана в описании опытов).
Тепловой эффект процесса, протекающего в калориметре, рассчитывается по формуле:
где Ср-ра ─ удельная теплоемкость раствора, находящегося во внутреннем стакане калориметра, которую можно принять равной удельной теплоемкости воды
= 4,18 Дж/г·град;
тр-ра ─ масса раствора во внутреннем стакане калориметра, г;
Скал ─ удельная теплоемкость внутреннего стакана калориметра, Дж/г∙град;
ткал ─ масса калориметра, г;
Δt ─ изменение температуры в ходе опыта, оС.
Учитывая, что удельная теплоемкость стекла, из которого сделан внутренний стакан калориметра, мала, вторым слагаемым можно пренебречь, тогда формула для расчета теплового эффекта примет вид:
Опыт №1. Определение мольной теплоты растворения соли
Опыт проводят согласно описанию с выданной преподавателем навеской соли. Химическая формула соли и ее масса указаны на обертке навески. Данные, необходимые для расчета, сводят в таблицу 2.1.
Таблица 2.1. Параметры для расчета мольной теплоты растворения соли
Химическая формула соли |
г |
г |
|
|
|
г/моль |
Дж/г·град |
кДж/моль |
1. |
|
|
|
|
|
|
4,18 |
|
2. |
|
|
|
|
|
|
4,18 |
|
Мольную теплоту растворения, то есть теплоту, выделяющуюся или поглощающуюся при растворении в воде 1 моля соли, рассчитывают по формуле:
.
Пользуясь приведенной в конце работы таблицей, в которой даны теоретические значения мольных теплот растворения некоторых солей, рассчитайте относительную погрешность определения:
.
Опыт №2. Определение мольной теплоты гидратации соли
Гидратацией называют процесс присоединения к соли определенного количества молекул воды с образованием кристаллогидрата данной соли, например:
Na2СO3 + l0H2O = Na2CO3 · 10Н2О.
Для определения мольной теплоты гидратации в воде растворяют сначала навеску
безводной соли:
Na2СO3 + пH2O = Na2CO3 · пН2О; ΔН растворения безводной .соли
а затем навеску кристаллогидрата данной соли:
Na2CO3 · 10Н2О + (п ─ 10)H2O = Na2CO3 · пН2О; ΔН растворения кристаллогидрата
Оба процесса проводят согласно описанию, приведенному в практической части, и данные вносят в таблицу 2.1.
Пользуясь формулой для расчета мольной теплоты растворения, приведенной в 1-м опыте, рассчитывают ΔН растворения безводной соли и кристаллогидрата.
Теплоту гидратации вычисляют, пользуясь законом Гесса:
ΔН растворения безводной соли = ΔН гидратации + ΔН растворения кристаллогидрата
Относительную погрешность определения рассчитывают исходя из данных табл.2.2.
Таблица 2.2. Мольные теплоты растворения и гидратации