ТОП 10:

Опыт 1. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты сильным гидроксидом и расчет энергии Гиббса



Для измерения тепловых эффектов реакций используют калориметры или калориметрические установки (рис. 1). В наружный сосуд (стакан на 0,8 л) вставляется калориметрический стакан меньшей вместимостью (0,5 л). Во избежании потерь теплоты через стенки стакана между сосудами располагают пробковые прокладки. Калориметрический стакан закрывают деревянной крышкой с отверстиями для термометра (цена деления 0,1 К), мешалки и воронки. Мешалку присоединяют к электромотору или приводят в движение вручную. Теплоту, выделяющуюся или поглощающуюся в калориметре вычисляют по формуле

q = S c(T2 – Т1),

где Т2 и t1 - конечная и начальная температура жидкости в калориметрическом стакане; Sс - теплоемкость системы, равная c1m1 + с2m2 (m1 и m2 – массы калориметрического стакана и жидкости в стакане; с1 и с2 - удельные теплоемкости стекла и жидкости).

Согласно теории электролитической диссоциации нейтрализации сильной кислоты сильным основанием в разбавленном растворе отвечает уравнению Н + + ОН - = Н2О. Стандартная теплота нейтрализации сильной кислоты сильным основанием равна при 298 К – 55,9 кДж на один моль образующейся воды.

Энтропия системы рассматривается в термодинамике как мера неупорядоченности системы.

1. мешалка 2. воронка 3. калориметрический стакан 4. наружный сосуд 5. крышка 6. термометр   Термохимическое уравнение реакции нейтрализации имеет вид: H+ж + OH-ж = Н2Ож , DН°298 = -55,9 кДж/моль   В опыте используют 1М раствор гидроксида натрия и 1М раствор соляной кислоты. Для нейтрализации берут равные объемы (60-100 мл) кислоты и щелочи.   Выполнение опыта   Получите у преподавателя задание и запишите его в лабораторный журнал. Соберите калориметрическую установку. 1.С помощью цилиндра отмерьте заданный объем 1М раствора щелочи. Измерьте его температуру с точностью до 0,1 К и запишите в журнал Тщ. 2.Вылейте раствор щелочи во внутренний стакан установки. 3.Налейте в мерный цилиндр такой же объем 1М раствора кислоты и измерьте ее температуру с той же точностью Тк. Начальная температура смеси кислоты и щелочи Т1- среднее арифметическое от Тщ и Тк. 4. При перемешивании быстро влейте кислоту в калориметрический стакан и отметьте самую высокую температуру Т2, которую покажет термометр после сливания растворов. Данные опыта сведите в таблицу. Таблица
Масса калориметрического стакана, кг Суммарный объем жидкости в стакане, мл Температура, К
Тщ Тк Т1 Т2

По полученным данным определите:

1.Разницу температур (Т2 – Т1);

2.Массу жидкости (m2) в калориметрическом стакане (при расчете считать плотность жидкости равной единице);

3.Теплоемкость системы (при расчете считать удельную теплоемкость стекла с1 = 0,75´103 Дж/(кг´К), а удельную теплоемкость раствора с2 = 4,18´103 Дж/(кг´К);

4.Количество теплоты q, выделившейся при реакции;

5.Число молей нейтрализованной кислоты (щелочи), учитывая заданную молярную концентрацию и объем раствора;

6.Теплоту нейтрализации DН (кДж/моль Н2О);

7.Сравните полученную теплоту нейтрализации с теоретической и рассчитайте ошибки опыта (абсолютную и относительную);

8.Запишите термохимическое уравнение проведенной реакции нейтрализации;

9.Объясните убыль энтальпии в процессе нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

 

Цель работы: изучение скорости химической реакции и ее зависимость от различных факторов (концентрации веществ, температуры).

 

Скорость химической реакции называют изменения концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Скорость реакции определяется природой реагирующих веществ и зависит от условий протекания процесса (концентрации реагирующих веществ, температуры, наличия катализатора и др.).

Зависимость скорости реакции от концентрации выражается законом действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна стехиометрическим коэффициентам. Например, для реакции:

2NO + O2 Þ 2NO2

Закон действия масс может быть записан:

,

где: – скорость химической реакции; к – константа скорости; - концентрации реагирующих веществ.

Реакция в гетерогенной системе (например,) осуществляется на поверхности раздела между фаз. Поэтому скорость гетерогенных реакций при постоянной температуре зависит не только от концентрации реагирующих веществ, но и от площади поверхности раздела. Так, для реакции:

С(к) + О2(г) Þ СО2(г)

закон действия масс имеет вид:

,

где: к – константа скорости; - концентрация кислорода; S – площадь поверхности раздела между фазами.

Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Ван-Гоффа:

где: - скорости реакции при Т1 и Т2;

j- температурный коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 100 С.

Одним из методов ускорения химической реакции является катализ, который осуществляется при помощи веществ (катализаторов), увеличивающих скорость реакции, но не расходующих в результате ее протекания.

Механизм действия катализатора сводится к уменьшению величины энергии активации реакции, т.е. к уменьшению разности между средней энергией молекул (активного комплекса) и средней энергии молекул исходных веществ. Скорость химической реакции при этом увеличивается.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.223.3.101 (0.004 с.)