Методика эксперимента

Опыт состоит из двух частей. Первоначально во внутренний стакан калориметра заливают взвешенное на технических весах определенное количество воды, подобранное так, чтобы число её молей было в 300 и более раз больше количества соли (т.е., если берется 0,01 моль соли, то необходимо взвесить минимум 3000,0118=54 г воды), а в сухую колбочку засыпается отвешенная на аналитических весах навеска безводной соли. Через 300-600 с после включения мешалки начинают запись температур, в последнюю секунду начального периода разбивают колбочку пробойником и продолжают запись температур. При растворении безводной соли выделяется тепло и температура раствора возрастает (главный период), а затем понижается (конечный период). Из графической зависимости температура-время определяют изменение температуры Т₁. Необходимую для расчета ΔH₁ теплоемкость системы определяют с помощью нагревателя, охладив предварительно систему до исходной температуры. Затем опыт повторяют, заменив безводную соль навеской кристаллогидрата, соответствующей тому же числу молей соли, и уменьшив количество воды во внутреннем стакане на столько граммов, сколько их содержится в навеске кристаллогидрата. При растворении кристаллогидрата тепло поглощается и в главном периоде температура будет понижаться. Поэтому Т₂ и ΔH₂ окажутся отрицательными. Вторичное определение теплоемкости следует провести после подогрева системы до комнатной температуры. По полученным значениям ΔH₁ и ΔH₂ определяют молярную теплоту образования кристаллогидрата, для чего необходимо произвести пересчет тепла на один моль соли.

Отчет по работе

должен содержать:

- теоретическое обоснование экспериментальной части работы,

- методику эксперимента, включающую схему установки,

- данные по составу и массе навесок соли и ее кристаллогидрата, количеству воды,

- таблицу 2 наблюдений,

- графические зависимости температуры от времени¹⁰, построенные на миллиметровой бумаге,

- расчет теплоты образования кристаллогидрата,

- расчет относительной и абсолютной погрешности измерений. Относительная погрешность измерений не должна превышать 5%.

Лабораторная работа 4

Определение теплоты ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Цель работы: расчет теплового эффекта химической реакции по экспериментальным данным

Приборы и реактивы: калориметр, мешалка, термометр, ампула, фильтровальная бумага, раствор соли (например, CuSO₄), порошок металла (Zn).

Теоретическое обоснование

Калориметрическим методом тепловой эффект реакции определяется достаточно точно при условии, если реакция протекает быстро и практически необратимо. К числу таких относится реакция

Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄+Δ_rH. (13)

Методика эксперимента

Во внутренний стакан калориметра заливают 200 – 300 мл раствора сульфата меди известной концентрации (0.2 – 0.4 н) и помещают колбочку¹¹ с отвешенным на технических весах (точность 0.05 г) избыточным по отношению к меди, находящейся в растворе, количеством порошка металлического цинка (5-7 г). Включают мешалку и спустя 300 – 600 с начинают запись через каждые 30 секунд температуры. В последнюю секунду начального периода (600 с) разбивают пробойником помещенную во внутренний стакан колбочку с цинком (или ссыпают цинк с кальки через стеклянную воронку с длинным кончиком) и продолжают фиксировать поднимающуюся температуру (главный период). Затем завершают конечный период процесса дополнительно в течение 600с. Для определения теплоемкости системы ее охлаждают до исходной температуры по методике, представленной в лабораторной работе 2, и пользуются нагревателем, как это было оговорено выше. По найденным значениям подъема температуры и теплоемкости в двух экспериментах определяют Δ_rH и пересчитывают ее на 1 моль CuSO₄.