Практическая часть
1-опыт. Определение теплового эффекта реакции нейтрализации.
Для выполнения работы используется калориметрическая установка, состоящая из внутреннего и внешний стаканы (рис.1). Во избежание потери тепла, внутренний и внешний стенки стаканов не должны соприкасаться друг с другом. Для этого они разделены пробками из пенопласта. Калориметрическое стекло имеет отверстие (3) для термометра (4), смеситель (6) и отверстие (5) для вливания растворов.
Ход эксперимента: 25,00 мл 0,4 моль/л раствора NaOH наливают во внутренний (сухой) стакан колориметра (с помощью бюретки). Температура раствора измеряется с точностью до 0.1оC. С такой же точностью измеряется температура раствора кислоты. Затем при непрерывном перемешивании в раствор щёлочи приливают 25 мл 0,4 моль/л раствор HCl. Отмечают максимальную температуру, на которую поднимается температура в результате реакции. Результаты эксперимента повторяются три раза и записываются в таблице.
№ |
V(KOH), мл |
V(HCl),мл |
t10C |
t20C |
Δt0C |
q, кж |
ΔН°,кДж/моль |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Расчеты:
∆ toC =tконечoC – tначoC
Количество выделенной теплоты в калориметрии измеряется следующим образом :
q = ∆toC · ∆C (1)
∆C–теплоемкость системы
∆C = C1 ∙ m1 + C2 ∙m2
C1 и m1 –относительная теплоёмкость и масса калориметрической установки.
C2 и m2 – относительная теплоёмкость и масса раствора в калориметре (сумма массы растворенного вещества и массы воды)
Поскольку теплопроводность стеклянного калориметра очень низкая, то можно не учитывать теплоёмкость стеклянного калориметра, а относительную теплоёмкость и плотность раствора C1 и M1 брать такими же как и для воды H2O: ρH2O = 1 г/ л; CH2O = 4,184 кДж/кг·град и обозначается для данного раствора C2. Тогда уравнение (1) принимает следующий вид:
q = ∆ toC · C2 ∙m2
m2 –сумма mк-ты и mщёлочи в калориметре:
m = ρ·V; mк-ты = 25 мл· 1г/мл = 25 г и mщёлочи= 25 мл· 1г/мл = 25 г
m2 = 25г + 25г = 50 г или 0,05 кг
значит ,
q = ∆ t0C · C2 ∙ m2 =∆ t0C ·4,184 · m2
q
= ∆ t0C
· 0,05· 4,184
=kJ
Тепловой эффект вычисляется для 1 моля вещества:
Для опыта взято по 25,00 мл 0,4М раствора KOH и HCl, для них рассчитывается их количество молей и исходя из этого и количество образованной воды.
Таким
образом,
Тепловой эффект реакции нейтрализации можно выразить и изменением стандартного значения энтальпии:
