Лабораторная работа по общей химии. Определение энтальпии реакции нейтрализации - файл n1.doc

Лабораторная работа по общей химии. Определение энтальпии реакции нейтрализации
скачать (265 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc265kb.07.11.2012 04:41скачать

n1.doc



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Лабораторная работа по общей химии

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ»

Теоретические данные
Известно, что химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами – выделением или поглощением энергии. Изучением тепловых эффектов химических реакций занимается термохимия. Основным законом термохимии является закон независимости теплового эффекта реакции от ее пути, закон Гесса, который можно сформулировать так: тепловой эффект ряда последовательных реакций равен тепловому эффекту любого другого ряда реакций, если исходные вещества и конечные продукты в обоих случаях одни и те же и находятся в одинаковых состояниях и условиях.

Этот закон вытекает из первого закона термодинамики с учетом условий протекания химических реакций.

Большинство химических реакций проходит в условиях постоянного давления (атмосферного).

При проведении реакции в условиях постоянного давления (температуры) ее тепловой эффект определяется изменением энтальпии в процессе реакции (?Н реакции) и для краткости называется «энтальпией реакции».

Все опыты по определению энтальпии химических реакций проводятся в калориметрах различных типов. Для работ по курсу общей химии рекомендуется применять сосуд Дьюара или упрощенно – термос.

Согласно теории электролитической диссоциации процесс нейтрализации сильной кислоты сильным основанием сводится к соединению ионов водорода с гидроксид ионами в молекулы воды.

Энтальпия реакции взаимодействия 1 эквивалентной массы кислоты с 1 эквивалентной массой щелочи, взятых в разбавленных растворах, называется энтальпией нейтрализации.

Энтальпии нейтрализации сильной кислоты сильным основанием постоянны, не зависят от природы кислоты или основания (щелочи), несмотря на то, что в результате образуются разные соли.

Для работы могут быть использованы следующие растворы:

1) HCl (кислота) и KOH (щелочь);

2) HNO3 (кислота) и NaOH (щелочь).

Реакции:

KOH + HCl ? KCl + H2O; K+ + ОН- + Н+ + Cl- = K+ + Cl- + H2O;

ОН- + Н+ = H2O.

NaOH + HNO3 ? NaNO3 + H2O; Na+ + ОН- + Н+ + NO3- = Na+ + NO3- + H2O;

ОН- + Н+ = H2O.
Ход работы
В сосуд Дьюара наливают точно отмеренный объем раствора щелочи Vщ (100 мл) известной нормальной концентрации Снщ (1 н.).

Сосуд Дьюара плотно закрывают пробкой, измеряют начальную температуру t1.

Затем точно отмеренный объем кислоты Vк (100 мл) концентрации Снк (1 н) осторожно выливают в сосуд Дьюара, для равномерного смешивания растворов сосуд несколько раз аккуратно встряхивают. Температура в сосуде Дьюара поднимается в течение некоторого времени. Внимательно следить за подъемом температуры и определить максимальное значение температуры t2. Изменение температуры найти по разности показаний термометра:

?t = t2 - t1.

Массы щелочи тщ и кислоты тк находятся по соотношениям:

тщ = ?щ · Vщ ; тк = ?к · Vк,

где ?щ – плотность водного раствора щелочи при данной концентрации;

?к - плотность кислоты при данной концентрации.

?щ и ?к определяются по таблице 1.

Таблица 1

Концентрация, Сн, (н.)

Плотность, ? (г/мл)

HCl

HNO3

KOH

NaOH

0,90

1,015

1,030

1,045

1,040

1,00

1,016

1,0325

1,0475

1,0425

1,10

1,018

1,035

1,050

1,045

1,25

1,020

1,040

1,060

1,050


Масса реакционной смеси определяется по формуле:

тсмеси = тщ + тк

Результаты записать в таблицу 2.

Таблица 2

Щелочь

Кислота

Масса смеси

Температура

Снщ

Vщ

mщ

Снк

Vк

mк

mсмеси

t1

t2

?t

1,00

100




1,00

100

















Расчет энтальпии нейтрализации проводится по формуле:

(кДж/моль),

где 4,18 (кДж/кг · К) – удельная теплоемкость воды, используемая вместо теплоемкости реакционной смеси.

Такая замена допустима, так как для проведения работы берутся достаточно разбавленные растворы.

Вычислить относительную погрешность опыта по формуле:

,

где ?Нтеор = - 57,22 (кДж/моль) – табличное значение энтальпии нейтрализации.



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации