Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






II. Экспериментальная часть

I. Разделы курса, необходимые для подготовки к лабораторной работе.

Понятия «Система (открытая, закрытая, изолированная)» "функция состояния". Внутренняя энергия и энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества.1-ый закон термодинамики. Термохимические уравнения. Эндо- и экзотермические реакции.

II. Экспериментальная часть

Опыт по определению энтальпии реакции нейтрализации проводится в калориметре (рис. 1)

Рис. 1. Калориметр и составные части (наружный стакан, реакционный стакан-отделен от наружного слоем теплоизоляции, химическая воронка, мешалка, термометр, крышка)

 

Поместите в реакционный стакан (расположен внутри наружного) 50 мл 1 н. раствора кислоты. 50 мл 1 н. раствора щелочи поместите в обычный химический стакан и поставьте рядом с калориметром с тем, чтобы температура раствора кислоты и щелочи сравнялись. Через 3-4 минуты измерьте температуру раствора кислоты в реакционном стакане и запишите ее значение в лабораторном отчете. Далее в течение 3-5 минут ежеминутно проводите измерения температуры раствора кислоты, фиксируя их в отчете. Когда установится стационарное значение температуры, прервите измерения, а установившееся значение примите за начальную температуру реакционной смеси (tнач.). Влейте через сухую воронку раствор щелочи в раствор кислоты, и, непрерывно перемешивая реакционную смесь, продолжите измерения температуры содержимого стакана 1 с интервалом 30 секунд в течение 3-4 минут, и далее – с интервалом 1 минута в течение еще около 3 минут, пока значения температуры не начнут устойчиво падать. Результаты измерений занесите в таблицу.

 

 

Таблица 1. Изменение температуры реакционной смеси с течением времени

 

Время от начала эксперимента, мин   0,5   1,5   2,5   3,5   (и т.д.)
Температура                    

 

На миллиметровой бумаге постройте график зависимости температуры от времени, прошедшего с начала опыта. Примерный вид такого графика приведен на рис. 2.

 

 

 

Пользуясь построенным графиком путем экстраполяции определите конечную температуру реакционной смеси (tкон. – см. рис.2).

Вычислите количество теплоты, выделившейся при протекании реакции нейтрализации, по формуле:

q = (tкон.- tнач.)ΣС

где

q - количество теплоты, выделившейся при протекании реакции нейтрализации, кДж;

tкон конечная температура реакционной смеси, ˚С;

tнач.- начальная температура реакционной смеси, ˚С;

ΣС – теплоемкость системы, кДж/К

ΣС=С1m1+C2m2

С1 и C2 – удельная теплоемкость реакционного сосуда и реакционной смеси соответственно, кДж/(кг∙К)

m1 и m2 – масса реакционного сосуда и реакционной смеси соответственно, кг.

При расчете допустимо принять, что удельная теплоемкость реакционного сосуда пренебрежительно мала (С1=0), из-за его малой теплопроводности. Тогда

ΣС=C2m2

q = (tкон.- tнач.) C2m2

Удельную теплоемкость раствора можно принять равной удельной теплоемкости воды (4,2 кДж/(кг∙К)). При расчете массы реакционной смеси, следует воспользоваться зависимостью

m = V·ρ, где

m — масса реакционной смеси, г;

V — объем реакционной смеси (сумма объемов растворов кислоты и основания), мл;

ρ — плотность реакционной смеси, г/мл. Допускается принять, что плотность реакционной смеси равна плотности воды (1 г/мл).

(обратить внимание на размерность!!!)

Далее следует вычислить молярный тепловой эффект реакции Q:

Qм = q/υ, где

q - количество теплоты, выделившейся при протекании реакции нейтрализации, кДж;

υ – количество продукта реакции, моль.

Поскольку весь эксперимент проводили с использованием растворов сильной кислоты и сильного основания, то в сокращенном ионном виде вся реакция описывается уравнением:

H+ + OH = H2O; ∆Н⁰298 = -57,22 кДж/моль

(Описанным способом можно определить энтальпию нейтрализации только сильных кислот сильными основаниями в разбавленных растворах, так как она не зависит от их природы. При нейтрализации слабых кислот и слабых оснований энтальпия нейтрализации меньше, так как при ионизации кислоты и основания затрачивается энергия).

Следовательно, количество образовавшегося продукта реакции (воды) равно количеству молей ионов H+ или OH-, вступивших в реакцию, то есть количеству, например, прореагировавшей щелочи.

Далее следует вычислить энтальпию реакции нейтрализации:

ΔH = – Qм

 

III. Вопросы и упражнения

1. Дайте определение понятию «система». Какие системы называют а) открытыми, б) закрытыми, в) изолированными?

2. Что такое «функция состояния»? Является ли температура функцией состояния?

3. При каких условиях тепловой эффект химической реакции численно равен изменению энтальпии?

4. Почему энтальпия нейтрализации сильных кислот и оснований одинакова для различных кислот и оснований?

5. Энтальпия растворения в воде кристаллогидрата CuSO4 · 5H2O и безводного сульфата меди равны соответственно 11,7 кДж/моль и 66,1 кДж/моль. Вычислить энтальпию присоединения 5 молекул воды к молекуле сульфата меди.

6. Определите стандартную энтальпию образования PH3, исходя из уравнения:

2PH3(г.) + O2(г.) = P2O5(кр.) +3H2O(ж.); ΔH˚= -2360 кДж

7. При восстановлении 12,7 г оксида меди (II) углем с образованием СО поглощается 8,24 кДж тепла. Определить ΔH˚298 образования CuO.

IV. Вопросы для подготовки к защите лабораторной работы

1. Что такое «энтальпия»?

2. При каких условиях тепловой эффект химической реакции численно равен изменению энтальпии?

3. Почему энтальпия нейтрализации слабых кислот и оснований зависит от природы этих веществ, а сильных – не зависит?

4. Расскажите, как вы производили опыт и обоснуйте свои действия.

5. Поясните методику расчета энтальпии в выполненной вами работе.

6. Почему в расчеты допустимо подставить значения температуры, выраженной в ˚С, несмотря на то, что значения теплоемкости выражается в кДж/ К?

 


<== предыдущая | следующая ==>
 | Москва,2015

Date: 2015-09-02; view: 445; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию