Лабораторна робота № 5 Визначення теплоти нейтралізації сильної кислоти сильною основою.

Мета роботи: визначити теплоту реакції нейтралізації сильної кислоти сильною основою методом калориметрії.

Прилади та реактиви: лабораторний штатив, пробірки, газовідвідні трубки, лучина, спиртівка. Цинк. Порошок оксиду купруму (ІІ). Перманганат калію. Розчини: хлороводневої кислоти, йодиду калію, сірчаної кислоти,3% пероксиду гідрогену, нітрату ртуті (ІІ).

Робота проводиться в спрощеному калориметрі. Калориметр складається з двох стаканів: зовнішнього – ємністю 250-300 мл і внутрішнього – ємністю 100 мл, коркової підставки, на якій розміщають внутрішній стакан для зменшення тепловіддачі, картонної покришки і термометра.

Зважити на терезах сухий калориметричний стакан. Зібрати калориметричний прилад (див. малюнок) і через лійку налити до стакану певний об’єм 1 М розчину гідроксиду натрію. Виміряти температуру лугу (Т_Л). Налити до мірного циліндру такий самий об’єм 1 М розчину хлороводневої кислоти та визначити температуру її розчину (Т_К). Початкова температура суміші кислоти і лугу є середнім арифметичним (Т₁) від Т_Л і Т_К.

При працюючий мішалці налити до калориметричного стакану через лійку розчин кислоти і відмітити саму високу температуру (Т₂), яку покаже термометр після зливання розчинів. Дані досліду занести до таблиці:

Маса калориметричного стакану (m1), кг	Сумарний об’єм рідини у стакані (V), мл	Температура, К
		ТЛ	ТК	Т1	Т2

За отриманими даними визначити:

• масу рідини (m₂) в калориметричному стакані, кг;

__________________________________________________________________

• Сумарну теплоємність системи, враховуючи, що питома теплоємність скла С₁ = 0,75*10³ Дж/(кг*К), а С₂ = 4,18*10³ Дж/(кг*К)

• Кількість теплоти, що виділяється в реакції:

• Число молів нейтралізованої кислоти (лугу) або число молів утвореної води, враховуючи задану молярну концентрацію і об’єм розчину:

ν = С_М * V

• Теплоту нейтралізації (кДж/моль Н₂О)

ΔН = , кДж/моль.

Теоретичне значення ентальпії (ΔН) реакції нейтралізації сильної кислоти лугом дорівнює 56,5 кДж/моль. Визначте відносну помилку (у %) експериментально знайденого теплового ефекту:

η =

Записати термохімічне рівняння проведеної реакції нейтралізації.

Контрольні питання

1. Вивченням яких питань займається термохімія.

2. Сформулюйте основні термохімічні закони (Лавуаз’є-Лапласа, Гесса).

3. В чому суть наслідку із закону Гесса?

4. Як наслідок закону Гесса використовується для розрахунку теплового ефекту реакції.

5. Дайте визначення поняттю внутрішня енергія системи.

6. Дайте визначення поняттю ентальпія.

7. Чому дорівнюють ΔН і ΔS речовин О₂ і Н₂О?

8. При яких умовах ентропія змінюється. Навести приклади.

9. Як зміниться ΔS при розчиненні КСl та при випарюванні Н₂О?

10. Які процеси називаються ізотермічними, ізобарними, ізохорними?

11. Як проводиться розрахунок ΔН і ΔS реакцій?

12. Назвіть стандартні умови при яких вивчають ΔН⁰ , ΔS⁰, ΔG⁰

13. Сформулюйте принцип Бертло-Томпсена.

14. Дайте визначення ізобарно-ізотермічному потенціалу?

15. Зв’язок головних функцій стану термодинамічної системи.

Задачі

1. Користуючись таблицею стандартних ентальпій утворення визначте екзо – або ендотермічність реакції 2 NO + O₂ = 2 NO₂. Підрахуйте ΔН⁰ цієї реакції.

2. Підрахуйте зміну ентропії при випаровуванні одного моля води при 100⁰С і тиску 101,33 кПа (760 мм.рт.ст.).

3. Розрахуйте ΔG реакції NO _(Г) + ½ O_{2 (Г)} = NO_{2 (Г)} . В якому напрямку буде протікати ця реакція?

4. Користуючись табличними даними, покажіть, що в стандартних умовах при 25 С реакція Cu_(к) + ZnO_(к) = CuO_(к) + Zn_(к) неможлива.