- •1. Термохімічні вимірювання
- •1.1. Загальні положення калориметрії
- •1.2. Робота з найпростішим калориметричним приладом
- •1.2.1. Найпростіший калориметричний прилад
- •1.2.2. Вимірювання температури
- •1.2.3. Проведення калориметричних вимірювань
- •1.2.4. Визначення стрибка температури графічним методом
- •1.2.5. Визначення сталої калориметру за розчиненням наважки kCl у воді
- •1.3. Робота з електронним калориметром
- •1.3.1. Правила роботи з електронним калориметром
- •1.3.2. Визначення сталої електронного калориметру за розчиненням наважки kCl у воді.
- •1.3.3. Визначення сталої електронного калориметру електричним методом
- •Лабораторна робота № 1. Визначення інтегральної теплоти розчинення та теплоти гідратоутворення солі
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та завдання до лабораторної роботи № 1
- •Лабораторна робота № 2. Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації сильних та слабких кислот
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи №2
- •2. Хімічна рівновага. Рівноважні процеси Лабораторна робота № 3. Визначення константи рівноваги реакції взаємодії залізо(III) хлориду з калій йодидом
- •Хід роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи № 3
- •Лабораторна робота № 4. Визначення теплоти дисоціації слабкого електроліта
- •Кондуктометрічні вимірювання
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи № 5
- •3. Фазові рівноваги Лабораторна робота № 5. Визначення теплоти пароутворення рідини
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи № 4
- •Лабораторна робота № 6. Кріоскопія
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи № 6
- •Лабораторна робота № 7. Вивчення взаємної розчинності в двокомпонентній системі
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання до лабораторної роботи № 7
- •Лабораторна робота № 8. Термічний аналіз
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання до лабораторної роботи № 8
- •Питання до теми «Термодинаміка»
- •Питання до теми «Хімічна рівновага. Рівноважні процеси»
- •Питання до теми «Фазові рівноваги»
- •Список рекомендованої літератури
- •Додаток 1. Приклад оформлення лабораторної роботи
- •Визначення теплоти пароутворення рідини
Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи №2
Суть калориметричного методу. Етапи калориметричних вимірювань.
Що таке стала калориметра?
Які способи визначення сталої калориметра?
Чим відрізняються К і К´?
Що таке тепловий ефект?
Що таке теплота нейтралізації?
Чому відрізняється теплота нейтралізації слабкої та сильної кислоти чи лугу?
* За довідковими даними розрахуйте тепловий ефект реакції нейтралізації при стандартних умовах. Чи відрізняються ΔНнейтр та ΔUнейтр?
* Які кислоти та луги можна використовувати для визначення теплоти нейтралізації?
* Як визначити тепловий ефект реакції гідроліза ацетат-іона?
* Запропонуйте план експерименту для визначення теплового ефекту реакції дисоціації слабкої основи.
* Запропонуйте план експерименту для визначення теплового ефекту реакції гідроліза NH4Cl.
2. Хімічна рівновага. Рівноважні процеси Лабораторна робота № 3. Визначення константи рівноваги реакції взаємодії залізо(III) хлориду з калій йодидом
Мета роботи – визначення константи рівноваги та теплового ефекту реакції взаємодії залізо(III) хлориду з калій йодидом.
При перебігу хімічної реакції через деякий час встановлюються рівноважний стан (хімічна рівновага), який визначають дві ознаки:
склад системи є сталим у часі при незмінних зовнішніх умовах;
при зміні зовнішніх умов рівновага зміщується та повертається в вихідний стан в результаті набування зовнішними параметрами попередніх значень.
В цьому стані швидкості прямої та зворотньої реакції дорівнюють одна одній.
Критерієм рівноваги в замкненій системі буде: при сталих Т, Р або при сталих Т, V (термодинамічна рівновага).
Зв’язок між рівноважними концентраціями або парціальними тисками вихідних речовин та продуктів реакції aA + bB = dD + cC передається законом діючих мас
; ; ; , (2.1),
де Kp, Kc, Kn, Kx – константи рівноваги хімічної реакції; – рівноважний парціальний тиск, концентрація, мольна доля та число молей відповідно.
Виходячи з цього розмірність констант визначається таким чином: ; ; або (моль/л)Δn, – різниця між сумою стехіометричних коефіцієнтів для газоподібних продуктів та сумою стехіометричних коефіцієнтів для газоподібних вихідних речовин.
Залежність константи рівноваги від температури передається рівняннями ізобари та ізохори Вант Гоффа:
(2.2).
Якщо тепловий ефект є сталим в інтервалі температур, що досліджується, то рівняння ізобари трансформується до вигляду:
(2.3).
В лабораторній роботі розглядається реакція взаємодії залізо(III) хлориду з калій йодидом:
F eCl3 + KI FeCl2 + ½ I2 + KCl (2.4).
В іонному вигляді цю реакцію можна представити таким чином:
F e3+ + I- Fe2+ + ½ I2 (2.5).
Константа рівноваги через рівноважні концентрації для цієї реакції розраховується за рівнянням:
(2.6),
де [ ] – рівноважні концентрації учасників реакції.
Оскільки реакція перебігає в розчині, тобто в конденсованій фазі, , тож теплові ефекти при Р = const і V = const практично однакові, тоді визначивши Кс для двох різних температур, можна скористатися (2.3) для розрахунку теплового ефекту при сталому тиску для реакції, що вивчається, за рівнянням:
(2.7).