Задания для самостоятельной работы
1) Рассчитайте молярную концентрацию раствора нитрата алюминия с массовой долей 16%, плотность раствора 1,14 г/мл.
2) Рассчитайте, какой объем дихромата калия с массовой долей 12% (плотность 1,086 г/мл) потребуется для приготовления 1,5 л раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/л.
3) Раствор хлорида железа (П) с концентрацией 0,1 моль/л объемом 250 мл смешали с раствором хлорида железа (Ш) с концентрацией 0,5 моль/л объемом 200 мл. Вычислите молярные концентрации веществ в образовавшемся растворе.
4) Для проведения химической реакции требуется сульфат марганца массой 18 мг. Какой объем раствора с концентрацией 0,2 моль/л содержит эту массу вещества?
Занятие 2.
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, оС | ||
|
кислоты (исх) |
щелочи (исх) |
после нейтрализации | |
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|
Концентрации растворов _____
Объемы растворов _____
Плотности растворов________________
Масса калориметрического стакана
Справочные величины
Суд(Н2О) = 4,184 Дж/г×К ; Суд(стекла) = 0,753 Дж/г×К
Обработка результатов эксперимента
Рассчитывают теплоемкость системы: С = С1+С2
Теплоемкость раствора С1рассчитывают 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 C2рассчитывают по формуле:
C2=m×Суд(стекла), гдеm– 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:
½DН°теор–DН°эксп½
Относительная ошибка: ————————— ∙ 100%
½DН°теор. ½