Задания для самостоятельной работы

из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

1.61; 1.63; 1.64

Дата _______ Занятие ___________

МОДУЛЬ №02. Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.

I начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса.

Задания для самостоятельной работы

2.19; 2.45; 2.57; 2.61

Лабораторная работа 3.1

Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.

Цель работы: Научиться калориметрически определять энтальпии реакции нейтрализации.

Приборы, оборудование и реактивы: Макет калориметра, термометр с ценой деления 0,1^о(1⁰), мерные цилиндры, растворы кислоты и основания.

Сущность работы: Теплота реакции нейтрализации определяется калориметрически по измеренному изменению температуры и рассчитанной теплоемкости системы.

Лабораторный калориметр

1 – стакан, находящийся в большом термоизоляционном стакане 2, снабженном крышкой 3. С внутренним пространством калориметрического стакана контактируют воронка ; и химический термометр 5.

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.

Выполнение эксперимента:

1. Измеряют температуру исходных растворов кислоты и щелочи.

2. Измеряют температуру раствора после проведения реакции.

Экспериментальные данные.

№ опыта	Температура раствора, ^оС
	кислоты (исх)	щелочи (исх)	после нейтрализации
1
2
3
Среднее значение

Концентрации растворов кислоты ________моль/л, щелочи________ моль/л,

Объемы растворов реагирующих веществ мл_____

Плотности растворов_______________г/мл_

Масса калориметрического стакана г

Справочные величины

С_уд(воды) = 4,184 Дж/г×К С_уд(стекла) = 0,753 Дж/г×К

Обработка результатов эксперимента

Рассчитывают теплоемкость системы: С = С₁+С₂

Теплоемкость раствора С₁рассчитывают по формуле:

С₁=[V(р-ра к-ты)×r(р-ра к-ты) +V(р-ра осн.)×r(р-ра осн.)]×С_уд(воды)

где V– объемы смешиваемых растворов, мл;r- плотность растворов, г/мл;

С_уд(р-ра) – удельная теплоемкость раствора,

Теплоемкость стакана C₂рассчитывают по формуле:

C₂=m×С_уд(стекла), гдеm– масса стакана, г; С_уд(стекла) – удельная теплоемкость стекла,

Стандартную энтальпию реакции нейтрализации рассчитывают по формуле:

С ×DТ

DН°_r= - -------

n

где DТ – разница между средним арифметическим значением температур после реакции и средним арифметическим значением температур до реакции;

n- количество исходного вещества , взятого в недостатке.

Экспериментально определенную величину сравнивают со справочным значением, находят абсолютную и относительную ошибку определения:

Абсолютная ошибка: DН°_теор–DН°_эксп.

Относительная ошибка: ½DН°_теор–DН°_эксп½

-------------------------

½DН°_теор. ½