Определение энтальпии нейтрализации

Студент получает у преподавателя один из следующих вариантов задания (см. табл.2).

Реакционный сосуд после определения постоянной калориметра несколько раз ополаскивают дистиллированной водой и пипеткой вносят в него 25 см³ кислоты, закрывают сосуд пробкой с мешалкой и термометром и производят 10 измерений температуры «предварительного периода» при равномерном перемешивании раствора. Через боковое ответвление реакционного сосуда вносят в него 25 см³ основания. При непрерывном перемешивании раствора производят измерения температуры в «главном» и «заключительном» периодах. Экспериментальные данные записывают в таблицу 1.

 

                                                                                                   Таблица 1

Электролиты (концентрация)	Температура, Т,°С
	(предваритель­ный период)	(главный период)	(заключитель­ный период)
KNO3	1.	11.	16.
	2.	12.	17.
	…	…	…
1. МеОН(0.5н) + +НА(0,5н)	1.	11.	16.
	2.	12.	17.
	…	...	…
2....
3....

                                                                                                     Таблица 2

Вариант	Задание	Вариант	Задание
1.	NaOH + HCl (2н)	9.	NaOH + HNO3 (0,5н)
	NaOH + HAc (2н)		NH4OH + HNO3 (0,5н)
2.	NaOH + HCl (1н)	10.	KOH + HCl (2н)
	NaOH + HAc (1н)		NH4OH + HCl (2н)
3.	NaOH + HCl (0,5н)	11.	KOH + HCl (1н)
	NaOH + HAc (0,5н)		NH4OH + HCl (1н)
4.	NaOH + H2SO4 (2н)	12.	KOH + HCl (0,5н)
	KOH + HAc (2н)		NH4OH + HCl (0,5н)
5.	NaOH + H2SO4 (1н)	13.	KOH + H2SO4 (2н)
	KOH + HAc (1н)		NH4OH + H2SO4 (2н)
6.	NaOH + H2SO4 (0,5н)	14.	KOH + H2SO4 (1н)
	KOH + HAc (0,5н)		NH4OH + H2SO4 (1н)
7.	NaOH + HNO3 (2н)	15.	KOH + H2SO4 (0,5н)
	NH4OH + HNO3 (2н)		NH4OH + H2SO4 (0,5н)
6.	NaOH + HNO3 (1н)
	NH4OH + HNO3 (1н)

Обработка результатов

Рис.1. Зависимость изменения температуры во времени

На основании экспериментальных данных (табл.1) вычерчивают на миллиметровой бумаге график изменения температуры во времени (рис.1.). На рисунке АВ - предварительный, BD - главный, DE -заключительный периоды. Для графического определения точного значения ΔT проецируют точки В и D на ось ординат, находят середину отрезка BD и опускают перпендикуляр к оси ординат (сС). Продлевают линейные участки АВ и DE до пересечения с линией сС. Отрезок сс^` соответствует изменению температуры ΔТ в калориметрическом опыте с учетом поправки на теплообмен.

Определим значение ΔТ для нитрата калия, вычисляют постоянную калориметра k по уравнению:

,
где ΔH_раств(KNO₃) - известная энтальпия растворения нитрата калия, равная 36,02 (при 29 1 К) или 34,93 (при 298K) кДж/моль; n - количество вещества нитрата калия, моль.

Определяют энтальпию нейтрализации (ΔН_i) для раствора данной i-той молярной концентрации (с_i) по уравнению

Δ H_i = k Δ T

Вычислив энтальпию нейтрализации для данного количества кислоты или основания, рассчитывают интегральную энтальпию нейтрализации ΔH_нейтр на один моль кислоты(основания).

где 25 – объем раствора, см³.

    Оценивают погрешность (П %) полученного значения энтальпии нейтрализации по отношению к табличному значению:

Учитывая, что при образовании 1 моль воды из ионов водорода и гидроксида выделяется 55,9 кДж, по закону Гесса определяют теплоту диссоциации уксусной кислоты или гидроксида аммония.

Результаты вычислений записывают втабл.3

                                                                                                    Таблица З

Электролит	С,моль/л	Δ T, °C	Δ H, КДж	Δ H нейтр , кДж/моль	, кДж/моль
KNO3
NaOH+HCI
NaOH+HAc
(образец)

Выводы

Исходя из экспериментальных и расчетных значений необходимо оценить силу изученных кислот и оснований, объяснить отклонение полученной экспериментально энтальпии нейтрализации от теоретической.

Коллоидная химия

Лабораторная работа № 1

Получение коллоидных систем

В принципе любые вещества могут быть получены в виде кол­лоидных систем. При этом различают два основных препаративных метода: конденсацию, при которой молекулы раство­ренных веществ объединяются в коллоидные частицы, и дис­персию, при которой грубодисперсные материалы раздробля­ются до коллоидных частиц.

Цель работы.

Получить коллоидные растворы различных веществ методами конденсации и диспергирования

 

Конденсационные методы

Золь серебра

Оборудование.

Колбы 500 мл, 100 мл, стакан 800 мл.

Реактивы.

Раствор 0,2—1 мл 0,1 М нитрата серебра, раствор гидразина гидрата, вода дистиллированная.

 

К раствору 0,2—1 мл 0,1 М нитрата серебра в 500 см³ воды по каплям прибавляют ~1 см'³ разбавленного раствора гидра­та гидразина. Раствор окрашивается в зеленовато-серый цвет и обычно быстро становится мутным.

Золь серы

Оборудование.

Стаканы 50, 100, 200, 600 мл, стеклянный фильтр, ценрифуга, водяная баня, лед, диализатор, пробирки, пипетки лабораторные.

Реактивы.

Nа₂S₂О₃∙7Н₂О, Н₂SО₄ концентрированная, вода дистиллированная.

Раствор, содержащий 50 г Nа₂S₂О₃∙7Н₂О в 30 мл Н₂О, по кап­лям добавляют к 70 г конц. Н₂SО₄, охлаждая кислоту льдом (под тягой!). Выделяется Н₂0 и SО₂ и образуется вязкая реак­ционная масса, к которой добавляют 30 мл Н₂О. Смесь нагревают в течение 10 мин. при 80 °С. Образовавшуюся прозрач­ную желтую жидкость фильтруют через стеклянный фильтр и оставляют до охлаждения; при этом снова выделяется твердая сера. Остаток, который можно дополнительно очистить цент­рифугированием, применяют для приготовления золя серы с частицами размером 10^{-4 см. Для этого разбавляют небольшие количества остатка большим объемом воды и получают про­зрачную, очень устойчивую систему. При удалении избытка со­лей (особенно} Nа₂SО₄) диализом постепенно выделяется сера.

Золь А5₂5₃

Оборудование.

Плитка электрическая, колбы плоскодонные, стаканы, пробирки, пипетки лабораторные

 

Реактивы.

Аs₂О₃ , Н₂S, вода дистиллированная.

 

Кипятят в воде в течение 0,5 ч тонкоизмельченный порошок Аs₂О₃ с последующим отфильтровыванием остатка. 20 мл по­лученного почти насыщенного раствора Н₃АsОз разбавляют водой до 100 мл и пропускают (под тягой) через раствор Н₂S до насыще­ния. Образующийся прозрачный желтый коллоидный раствор тонкодисперсного Аs₂Sз устойчив при нагревании, но очень чув­ствителен к присутствию электролитов.

При растворении новых порций Аs₂О₃ в коллоидном раство­ре и повторном пропускании через него Н₂S можно получить золь, содержащий свыше 35% Аз₂S₃.

Дисперсионные методы