ОПЫТ №1. Тепловые явления при растворении веществ разной химической природы

Оборудование и реактивы: технические весы, мерный цилиндр (10 мл), стаканы из полистирола (50 мл) – 6 шт., термометр. Кристаллические вещества: нитрат аммония – 5г, гидроксид натрия – 5 г, хлорид натрия – 5 г. Жидкости: ледяная уксусная кислота – 10 мл, этиловый спирт – 10 мл, концентрированная серная кислота – 1 мл.

Ход опыта: 1) В 6 стаканов наливают по 25 мл воды и измеряют ее начальную температуру

2) в стаканы добавляют последовательно указанные количества твердых и жидких веществ,

тщательно перемешивая содержимое до образования раствора.

3) Измеряют максимальную или минимальную температуру растворов, записывая значения температуры каждые 15 с.

Обработка результатов опыта: Объяснить причину появления теплового эффекта в каждом конкретном случае.

ОПЫТ №2. Определение теплового эффекта реакции нейтрализации

Оборудование и реактивы: простейший калориметр (рис. 2.1), растворы кислот – соляной, азотной, уксусной - и щелочей – едкого натра, едкого кали, гидроксида аммония с концентрацией 1 моль/л.

Рис. 2.1. Устройство калориметра: 1 – магнитная мешалка, 2- толстостенный батарейный стакан, 3 – калориметрический стакан (250 мл), 4 – крышка из пенопласта, 5 –термометр(+ 0,1 ^оС), 6 – воронка.

Ход опыта:

1) Взвешивают на технических весах сухой калориметрический стакан.

2) Измеряют начальные температуры кислоты и щелочи.

3) При работающей мешалке через воронку вливают в калориметрический стакан вначале раствор кислоты, а затем щелочи (можно наоборот).

4)Отмечают самую высокую температуру смеси после начала реакции нейтрализации.

5) Результаты опыта заносят в табл. 2.1.

ПРИМЕЧАНИЕ: Пары «кислота – основание»: NaOH - HCl, KOH – HNO₃, NH₄OH - CH₃COOH

Обработка результатов опыта:

1) По результатам опытов вычислить энтальпию реакции нейтрализации по формуле: ΔН = ΔТ ×С / n,

где ΔТ – разница конечной и начальной температур, n – количество вещества воды, образующейся в результате реакции нейтрализации: n = V×Сэ; С– суммарная теплоемкость стакана и раствора, Сэ–эквивалентная концентрация. Теплоемкость стекла С(ст.) = 0,753 Дж/г К, теплоемкость раствора принимаем примерно равной теплоемкости чистой воды С р-ра = 4,184 Дж/г^.К, плотность раствора – равной плотности чистой воды – 1 г/мл.

2) Сравнить полученные данные со значением стандартной теплоты реакции нейтрализации и пояснить причину возможных отклонений.

Таблица 2.1. Результаты эксперимента по определению теплового эффекта реакции нейтрализации

*) С – теплоемкость системы «стакан – раствор», С = m(стакана) × С (стекла)+ m (р-ра) × С (H₂O).