Отчет по работе

должен содержать:

- теоретическое обоснование экспериментальной части работы,

- методику эксперимента, включающую схему установки,

- таблицу 2 наблюдений,

- графические зависимости температуры от времени, построенные на миллиметровой бумаге

- расчет теплоты химической реакции,

- расчет относительной и абсолютной погрешности измерений.

Относительная погрешность измерений не должна превышать 5%.

Лабораторная работа 6 определение содержания кристаллизационной воды в CuSo4xH2o

Цель работы: расчет содержания воды в исследуемом образце кристаллогидрата сульфата меди.

Приборы и реактивы: калориметр, мешалка, термометр, ампула, фильтровальная бумага, соли CuSO₄H₂O, CuSO₄3H₂O и CuSO₄5H₂O.

Теоретическое обоснование

Сульфат меди при соприкосновении с водой образует три формы гидратов: CuSO₄H₂O, CuSO₄3H₂O и CuSO₄5H₂O. Между ними возможны следующие химические равновесия:

(15)

(16)

(17)

Если в соприкосновении с влажным воздухом хранится безводный CuSO₄, то в системе устанавливается равновесие (15), (16) или (17), в зависимости от давления водяных паров в системе. Количество воды в твёрдом CuSO₄xH₂O или соотношение количеств гидратов разных форм можно установить калориметрически. Для этого нужно знать теплоты растворения безводного сульфата меди и всех форм гидратов (табл. 3) и определить экспериментально теплоту растворения одного грамма исследуемого образца.

Таблица 3.3

Интегральные теплоты растворения сульфата меди и его гидратов в воде

вещество	CuSO4	CuSO4H2O	CuSO43H2O	CuSO45H2O
теплота растворения 1г соли в 50 мл воды, Дж/г	389,11	217,57	71,13	-46,02

На основании этих данных и экспериментально определённой теплоты растворения одного грамма исследуемой соли CuSO₄xH₂O, равной q, можно установить, какой тип равновесия имеет место в данном случае. Величина q зависит от того, в каком соотношении в исследуемом образце смешаны гидраты CuSO₄. Очевидно, что если q находится в пределах 389…218 Дж, то в системе содержатся CuSO₄ и CuSO₄H₂O. Если q находится в пределах от 218 до 71 Дж, то равновесие описывается уравнением (16), соответственно, значению q = 71…–46,02 Дж отвечает равенство (17).

Далее, составив соответствующим образом пропорции, можно вычислить содержание воды в исследуемом образце CuSO₄xH₂O. Исходя из того, что 1 г образца состоит из двух форм гидрата сульфата меди: a молей CuSO₄xH₂O и b молей CuSO₄yH₂O можно составить первое уравнение из системы линейных уравнений:

1 г=.

q_x = .

Теплота растворения 1 г образца q_x складывается из теплот растворения a молей CuSO₄xH₂O и b молей CuSO₄yH₂O (второе уравнение), где и– теплоты растворения одного моля соответствующих веществ (справочные значения).

Решением составленной системы уравнений находят соотношение количеств различных гидратов, а затем общее содержание кристаллизационной воды.

Методика эксперимента

Проведение эксперимента аналогично таковому в работе 3.

Отчет по работе

должен содержать:

- теоретическое обоснование экспериментальной части работы,

- методику эксперимента, включающую схему установки,

- таблицу 2 наблюдений,

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

- расчет теплоты химической реакции,

- расчет относительной и абсолютной погрешности измерений.

Относительная погрешность измерений не должна превышать 5%.

Лабораторная работа 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТ ДИССОЦИАЦИИ СЛАБЫХ

КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ

Цель работы: расчет теплового эффекта реакции диссоциации по экспериментальным данным.

Приборы и реактивы: калориметр, мешалка, термометр, ампула, фильтровальная бумага, растворы 0,5н CH₃COOH и HCl, 1н NaOH.

Теоретическое обоснование

Определение теплоты диссоциации слабых кислот и щелочей основано на том, что теплота нейтрализации сильной кислоты сильной щелочью равна теплоте образования молекулы воды из H⁺ и OH^– Q₁, а теплота нейтрализации слабой кислоты сильной щелочью Q₃ равна сумме теплот двух процессов: 1) теплоты диссоциации Q₂ слабой кислоты; 2) теплоты образования воды из ионов Q₁. Отсюда следует, что

Q₃ = Q₁ + Q₂ (17)

Q₃ определяется из опыта по определению теплоты нейтрализации слабой кислоты;

Q₁ – из экспериментальных данных по теплоте нейтрализации сильной кислоты.

Методика эксперимента

Эксперимент делится на два опыта, в первом определяется теплота смешения слабой кислоты со щелочью, во втором – сильной кислоты со щелочью.

1) Для определения теплоёмкости системы в калориметр наливают 150 мл 1 н раствора NaOH; в ампулу помещают 8 мл 0,5 н раствора CH₃COOH и проводят измерение с использованием электрического нагревателя, как показано в работе 2. Затем, не выключая мешалку, разбивают ампулу и измеряют изменение температуры при протекании реакции. По этим данным определяют значение

, Дж/моль. (18)

2) Опыт проводится аналогично первому, включая новое определение теплоёмкости, но в ампулу заливают 8 мл 0,5 н раствора HCl. По экспериментальным данным определяется величина Q реакции нейтрализации, Дж/моль.

Теплота диссоциации уксусной кислоты

Q₂ = Q₃ – Q₁, (19)

где: Q₃ – теплота нейтрализации CH₃COOH, Q₁ – теплота нейтрализации HCl

Q₁ = Q – Q₄ – Q₆, (20)

где: Q₄ – теплота разбавления одного моля HCl от начальной концентрации 0,5 моль/л до конечной в 158 мл общего объёма; Q₅ – теплота разбавления 150 мл NaOH до 158 мл.

Q₃ = Q₁ – Q₆ – Q₅; (21)

где Q₆ – теплота разбавления 8 мл 0,5 н раствора уксусной кислоты до объёма 158 мл.

Для определения Q₄, Q₅ и Q₆ необходимо использовать справочные данные.